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基于RGB-D相机的SLAM技术研究综述 预览
1
作者 陈世浪 吴俊君 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2019年第7期30-39,126共11页
视觉同时定位与地图构建(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)是自主移动机器人、自动驾驶车和无人机关键技术,是当前机器人和计算机视觉领域的研究热点。对当前主流的SLAM技术发展历程及研究现状进行概述。重点围绕RGB-D SLA... 视觉同时定位与地图构建(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)是自主移动机器人、自动驾驶车和无人机关键技术,是当前机器人和计算机视觉领域的研究热点。对当前主流的SLAM技术发展历程及研究现状进行概述。重点围绕RGB-D SLAM研究展开讨论,包括:对各类视觉传感器进行性能分析和对比;对当前具有代表性的几类RGB-D SLAM系统的原理、方法和技术性能进行详细的分析;对RGB-D SLAM的关键问题、测试数据集及评估指标进行综合性归纳。最后,对视觉SLAM的发展趋势进行展望与总结。 展开更多
关键词 自主移动机器人 同时定位与地图构建(SLAM) 深度相机 图像语义 机器学习
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基于RBPF-SLAM算法的研究与实现 预览
2
作者 王辉 王品 《计算机系统应用》 2019年第7期169-173,共5页
同时定位与地图创建(the simultaneous localization and mapping,SLAM)是机器人领域的难点问题,目前广泛采用Rao-Blackwellized Particle Filters(RBPF)算法解决该问题.在传统的RBPF算法实现中构建的高误差建议分布会采样计算大量粒子... 同时定位与地图创建(the simultaneous localization and mapping,SLAM)是机器人领域的难点问题,目前广泛采用Rao-Blackwellized Particle Filters(RBPF)算法解决该问题.在传统的RBPF算法实现中构建的高误差建议分布会采样计算大量粒子来拟合目标分布,频繁的重采样步骤导致粒子逐渐耗散,浪费大量计算资源.在本文中通过把运动模型信息与观测信息相结合优化建议分布,减少采样粒子数量,引入自适应重采样方法减少重采样步骤.在算法的实现时使用树形数据结构存储环境地图,实验结果表明,该改进算法可以显著计算效率,减小存储消耗,构建地图更为精确. 展开更多
关键词 粒子滤波 同时定位与地图创建 建议分布 目标分布 自适应重采样
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一种用于图像特征提取的改进ORB-SLAM算法
3
作者 张良桥 陈国良 +2 位作者 许晓东 连达军 王睿 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2019年第3期16-20,共5页
针对复杂室内环境下视觉SLAM定位存在实时性差、轨迹漂移等问题,本文提出了一种基于图像特征提取方法的ORBSLAM算法。该算法在前端中提高图像特征检测与匹配的效率和精度,引入闭环检测策略优化相机位姿轨迹,提高定位精度。以不同来源图... 针对复杂室内环境下视觉SLAM定位存在实时性差、轨迹漂移等问题,本文提出了一种基于图像特征提取方法的ORBSLAM算法。该算法在前端中提高图像特征检测与匹配的效率和精度,引入闭环检测策略优化相机位姿轨迹,提高定位精度。以不同来源图像对比分析不同特征提取算法SIFT、SURF、ORB的有效性,运用该算法估计机器人运动轨迹,与真实轨迹相对位姿误差为0.144 8 m,试验表明所提出的方法切实可行,具有较高的稳健性。 展开更多
关键词 视觉SLAM 图像特征检测与匹配 ORB-SLAM 回环检测 位姿估计
基于激光SLAM的助老机器人 预览
4
作者 薛同来 赵冬晖 +2 位作者 韩菲 王希明 武联菊 《工业控制计算机》 2019年第6期35-36,共2页
针对我国当前老龄化的进程加快,助老服务需求增加的问题。设计了一款基于激光雷达SLAM(同时定位与地图构建)的室内助老机器人。该机器人利用Gmapping粒子滤波算法,通过二维激光雷达与里程计进行地图的构建与自身的定位。可以通过机器人... 针对我国当前老龄化的进程加快,助老服务需求增加的问题。设计了一款基于激光雷达SLAM(同时定位与地图构建)的室内助老机器人。该机器人利用Gmapping粒子滤波算法,通过二维激光雷达与里程计进行地图的构建与自身的定位。可以通过机器人携带Pixy相机对目标物体进行定位并抓取,辅助老人生活。该系统经过验证,运行良好,达到了设计需求。 展开更多
关键词 激光SLAM 助老机器人 Pixy视觉传感器
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深度学习在视觉SLAM中应用综述 预览
5
作者 李少朋 张涛 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2019年第2期1-10,共10页
视觉SLAM一直是近年来火热的研究方向,其处理对象为视觉图像;深度学习在图像处理中展现出的愈加突出的优势,使二者的广泛结合成为了可能.总结了传统SLAM与基于深度学习的SLAM的特点、性质,重点介绍和总结了深度学习在视觉里程计、回环... 视觉SLAM一直是近年来火热的研究方向,其处理对象为视觉图像;深度学习在图像处理中展现出的愈加突出的优势,使二者的广泛结合成为了可能.总结了传统SLAM与基于深度学习的SLAM的特点、性质,重点介绍和总结了深度学习在视觉里程计、回环检测中的研究成果,展望了基于深度学习的视觉SLAM的研究发展方向. 展开更多
关键词 深度学习 同时定位与建图 视觉里程计 回环检测
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无人平台SLAM技术研究进展 预览
6
作者 王常虹 窦赫暄 +2 位作者 陈晓东 赵新洋 刘博 《导航定位与授时》 2019年第4期12-19,共8页
作为一种定位与感知方法,同时定位与建图(SLAM)是实现无人平台导航制导与控制的关键技术。阐述了SLAM技术的发展历史、研究现状与应用场景,分析并介绍了SLAM原理及其算法实现。此外,总结了若干SLAM领域的研究热点,并对SLAM技术的发展趋... 作为一种定位与感知方法,同时定位与建图(SLAM)是实现无人平台导航制导与控制的关键技术。阐述了SLAM技术的发展历史、研究现状与应用场景,分析并介绍了SLAM原理及其算法实现。此外,总结了若干SLAM领域的研究热点,并对SLAM技术的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 无人移动平台 定位 感知 同时定位与建图 里程计 计算机视觉
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视觉SLAM中ORB配准算法的研究 预览
7
作者 李艳山 刘智 +2 位作者 李攀 周玉轩 王世凯 《长春理工大学学报:自然科学版》 2019年第4期108-113,119,共7页
针对ORB配准算法在视觉同时定位与地图构建(Visual Simultaneous Localization And Mapping,V-SLAM)中存在的效率低下及误匹配问题,提出了改进的ORB配准算法。首先,在提取特征点时,采用二分区域法对图像进行预处理,以缩短特征点提取的时... 针对ORB配准算法在视觉同时定位与地图构建(Visual Simultaneous Localization And Mapping,V-SLAM)中存在的效率低下及误匹配问题,提出了改进的ORB配准算法。首先,在提取特征点时,采用二分区域法对图像进行预处理,以缩短特征点提取的时间,同时通过构建图像金字塔以增加特征点的尺度不变性。其次,在配准特征点时,使用汉明距离结合改进的RANSAC算法完成特征点的配准,以获得更加精准的配准点对。最后,使用OpenCV对采集的图像进行验证。实验结果表明,改进的ORB配准算法可以缩短特征点的提取及配准时间,同时有效地剔除误匹配点对,提高了特征点配准的成功率,给V-SLAM中的位姿估计算法提供了良好的初始值。 展开更多
关键词 视觉SLAM ORB算法 二分区域法 RANSAC 图像配准
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基于双目视觉的多机器人SLAM 预览
8
作者 许晨 胡新宇 《科技视界》 2019年第9期123-124,共2页
为了解决单个移动机器人在未知环境下,构建地图不精确及无法实现并行任务的问题,提出了基于双目视觉的多机器人SLAM(Simultaneous Localization and Mapping),此方法可以大幅度提高机器人的定位精度和构图的准确性。以双机器人为例,提... 为了解决单个移动机器人在未知环境下,构建地图不精确及无法实现并行任务的问题,提出了基于双目视觉的多机器人SLAM(Simultaneous Localization and Mapping),此方法可以大幅度提高机器人的定位精度和构图的准确性。以双机器人为例,提出了协作SLAM的实现方法,通过ORB-SLAM2算法,将两个机器人获得的关键帧进行共享,通过相对位姿估计不断地更新局部地图,然后将局部地图进行融合,从而实现多机器人SLAM 展开更多
关键词 多机器人SLAM 地图融合 双目视觉
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惯导-视觉SLAM技术综述 预览
9
作者 杨梦佳 《信息技术与信息化》 2019年第7期213-215,共3页
惯导-视觉SLAM指将惯性传感器所测数据与视觉传感器所获图像数据进行融合实现同时定位与建图的过程,惯导-视觉SLAM现成为视觉SLAM进行多传感器融合研究的热点。本文对视觉SLAM技术、惯性导航技术和惯导-视觉SLAM进行了介绍,探讨了惯导-... 惯导-视觉SLAM指将惯性传感器所测数据与视觉传感器所获图像数据进行融合实现同时定位与建图的过程,惯导-视觉SLAM现成为视觉SLAM进行多传感器融合研究的热点。本文对视觉SLAM技术、惯性导航技术和惯导-视觉SLAM进行了介绍,探讨了惯导-视觉SLAM的发展动向与发展趋势。 展开更多
关键词 视觉SLAM技术 惯性导航技术 惯导-视觉SLAM技术
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工厂环境下改进的视觉SLAM算法
10
作者 李月华 朱世强 于亦奇 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期95-103,共9页
针对工业场景对自动导引车(AGV)高定位精度的要求,提出一种改进的视觉同时定位与地图创建(VSLAM)算法.在算法前端,双目相机采集立体图像,通过双目匹配算法得到亚像素级的匹配点对,计算出这些特征点在相机坐标系中的3D信息.然后利用Ransa... 针对工业场景对自动导引车(AGV)高定位精度的要求,提出一种改进的视觉同时定位与地图创建(VSLAM)算法.在算法前端,双目相机采集立体图像,通过双目匹配算法得到亚像素级的匹配点对,计算出这些特征点在相机坐标系中的3D信息.然后利用RansacPnP算法根据3D-2D匹配点对计算位姿变换,并以它为初值进一步最小化重投影误差,实现局部优化.基于匹配点对描述子的汉明距离提出一种不确定性模型,该模型为局部优化中的约束条件提供信息矩阵,提高定位精度.在算法的后端,通过竖直向上拍摄的单目相机检测可靠的人工信标闭环信息,进行全局位姿优化,并针对AGV的运动模型和工作场景,提出一种基于全局平面约束的优化方法,降低SLAM系统的误差.实验通过KITTI离线数据集对比了该算法前端双目里程计与ORB-SLAM2及libviso2算法里程计的定位精度,并在工厂环境中对整个算法进行实地测试来判断其实际精度和鲁棒性.实验结果表明该算法具有良好的综合性能,定位误差在10cm以内,定位频率达20Hz,能够满足工业现场要求. 展开更多
关键词 同时定位与建图(SLAM) 视觉里程计 自动导引车(AGV) 视觉SLAM 平面约束
基于磁信标的水下SLAM方法 预览
11
作者 常帅 付晓梅 +2 位作者 张翠翠 赵玉新 杜雪 《水下无人系统学报》 北大核心 2019年第3期277-283,共7页
水下同步定位与构图(SLAM)由于可在未知环境下实现长时间高精度导航估计,已成为近年来UUV自主导航的重要发展趋势之一。无人水下航行器(UUV)在运动过程中,以航行区域的背景地磁图为辅助提取磁信标磁场矢量和梯度特征。为增强SLAM技术在... 水下同步定位与构图(SLAM)由于可在未知环境下实现长时间高精度导航估计,已成为近年来UUV自主导航的重要发展趋势之一。无人水下航行器(UUV)在运动过程中,以航行区域的背景地磁图为辅助提取磁信标磁场矢量和梯度特征。为增强SLAM技术在自然特征欠缺环境中的有效性,同时避免水下磁信标磁矩未知性对反演的影响,文中采用人工磁信标作为路标,为SLAM导航系统的状态更新提供观测信息。并采用张量欧拉反褶积(TED)和磁场梯度张量特征分析(EGT)相联合的反演方法对磁信标进行单点反演定位,在此基础上提出连续反演结果收敛性判定准则,准确提取磁信标与UUV之间的相对位置信息,进而构建SLAM系统的线性观测量。最后通过设计的3种磁信标分布场景对基于磁信标反演定位的SLAM系统性能开展了试验验证,基于试验结果分析了磁信标分布状态对系统性能的影响,表明了磁信标辅助方式在水下SLAM研究中的有效性。文中的研究可为UUV长航时水下安全隐蔽作业提供参考。 展开更多
关键词 无人水下航行器 水下同步定位与构图 磁信标 位置反演
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基于PageRank的SLAM后端优化研究
12
作者 张建华 张洪华 刘璇 《华中科技大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期61-66,共6页
针对室内复杂非机构化环境建图及定位效率低的问题,提出了一种基于PageRank的同时定位与地图构建(SLAM)方法.在室内复杂非结构化环境中,SLAM前端建立的位姿图中包含大量待优化节点,根据SLAM后端的稀疏矩阵,利用PageRank算法对位姿图中... 针对室内复杂非机构化环境建图及定位效率低的问题,提出了一种基于PageRank的同时定位与地图构建(SLAM)方法.在室内复杂非结构化环境中,SLAM前端建立的位姿图中包含大量待优化节点,根据SLAM后端的稀疏矩阵,利用PageRank算法对位姿图中节点进行筛选和排序,将低于设定阈值的节点在位姿图中剔除,保留与其他节点有高关联性的节点,减少位姿图中的节点,同时保留SLAM后端的稀疏特性,有效提高SLAM后端优化效率.在RGB-D标准数据集上进行实验验证,实验结果表明:在室内环境下,该SLAM后端优化算法缩短了优化时间,提高了实时性,且误差变化在可接受的范围内,为SLAM后端优化低效率问题提供了解决方案. 展开更多
关键词 同时定位与地图构建 后端优化 稀疏性 网页排名 节点排序
图优化SLAM的嵌入式处理技术 预览
13
作者 吴林峰 王录涛 《成都信息工程大学学报》 2019年第2期118-122,共5页
基于图优化的同时定位与地图构建(simultaneous localization and mapping,SLAM),可以让移动机器人在未知环境下构建周围的地图同时确定机器人在地图中的位置。复杂环境下其精确度和计算效率均优于基于滤波的SLAM,现已成为主流的方法。... 基于图优化的同时定位与地图构建(simultaneous localization and mapping,SLAM),可以让移动机器人在未知环境下构建周围的地图同时确定机器人在地图中的位置。复杂环境下其精确度和计算效率均优于基于滤波的SLAM,现已成为主流的方法。图优化SLAM用图来表示和解决SLAM问题,对计算资源要求很高,这极大限制了其在嵌入式系统上实时应用。对此提出了一种基于NVIDIA TX2的图优化SLAM处理技术,根据其架构特点优化SLAM算法,加速处理,实现图优化的实时处理。实验证明,通过高性能嵌入式处理硬件与算法优化的有机结合,可有效提升图优化SLAM在嵌入式系统中的处理性能。 展开更多
关键词 同时定位与地图构建 图优化 GPU并行计算 嵌入式系统
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一种结合区域检测和语义分割的SLAM技术 预览
14
作者 王文 徐亦白 +1 位作者 卢杉 冯宇 《计算机与现代化》 2019年第7期55-60,共6页
提出一种结合区域检测和语义分割的即时定位和建图(SLAM)技术,通过引入高精度图像描述子SIFT来实现前端视觉里程计(VO)过程中帧间像素匹配的精度。为了降低引入操作带来的计算复杂度,设计一个实时区域检测算法,在相邻帧间检测大致相似的... 提出一种结合区域检测和语义分割的即时定位和建图(SLAM)技术,通过引入高精度图像描述子SIFT来实现前端视觉里程计(VO)过程中帧间像素匹配的精度。为了降低引入操作带来的计算复杂度,设计一个实时区域检测算法,在相邻帧间检测大致相似的ROI(Region of Interest)关键区域,使得SIFT描述子的提取和匹配只在ROI区域内完成,其余区域仍旧采用精度略低、效率更高的ORB算子。同时,为了提高后端BA(Bundle Adjustment)的精度,减少累积误差,结合语义图,在原有的基本投影误差函数上添加一个语义误差。该语义图采用实时语义分割算法完成,同时只针对ROI区域进行分割。通过与原SLAM方案对比实验,表明本文提出的方法,在提高一定精度的同时,仍能满足SLAM实时定位和建图的要求。最后,在电力作业场景下验证了该方案的效果。 展开更多
关键词 SLAM 区域检测 语义分割 视觉里程计 计算机视觉
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激光和视觉融合SLAM方法研究综述 预览
15
作者 马争光 赵永国 +2 位作者 刘成业 刘广亮 朱琳 《计算机测量与控制》 2019年第3期1-6,共6页
激光和视觉传感器在SLAM应用中都有其局限性,基于激光和视觉传感器融合的SLAM方法能够有效的利用各个传感器的优势,弥补传感器在某些特殊环境下的劣势,成为当前研究的热点之一;在分析激光SLAM和视觉SLAM优缺点的基础上,对激光和视觉融合... 激光和视觉传感器在SLAM应用中都有其局限性,基于激光和视觉传感器融合的SLAM方法能够有效的利用各个传感器的优势,弥补传感器在某些特殊环境下的劣势,成为当前研究的热点之一;在分析激光SLAM和视觉SLAM优缺点的基础上,对激光和视觉融合的SLAM方法的研究现状进行概括和总结;介绍了激光和视觉融合SLAM的主要标志性成果,总结了激光和视觉传感器融合SLAM的关键性问题,包括激光和视觉传感器数据的外部标定、激光和视觉传感器数据融合方法,对激光和视觉融合SLAM方法的优缺点和主要的应用领域进行了总结;最后,对激光和视觉融合SLAM的主要发展趋势及研究热点进行了讨论。 展开更多
关键词 激光和视觉融合 同步定位与建图 外部标定 数据融合
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基于双目SLAM的室内导航系统 预览
16
作者 祁健诚 《通讯世界》 2019年第1期188-189,共2页
随着社会的快速发展,建筑的规模与面积日益增大,人们在室内更难找到目的地。由于全球定位系统(Global Positioning System,GPS)适用于较少建筑的地区或者野外,同时也受到环境的影响,因此传统的GPS导航在室内会失去效用。目前缺少一种在... 随着社会的快速发展,建筑的规模与面积日益增大,人们在室内更难找到目的地。由于全球定位系统(Global Positioning System,GPS)适用于较少建筑的地区或者野外,同时也受到环境的影响,因此传统的GPS导航在室内会失去效用。目前缺少一种在室内中行之有效的导航方式。例如位于一个大型的商场之中,想要确定自己的位置并且找到目的地就显得有些困难,手机作为我们日常生活中必不可少的工具可以为我们进行室内的导航。同时定位与建图(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)作为机器人视觉中必不可少的部分已经受到了研究者的重视可以作为解决室内导航问题的手段。本文中我们利用通过手机的双目摄像头与SLAM相结合的方式在室内做精确的定位。这样可以更精确更省时的找到目标地点来进行室内的精确导航。利用SLAM的特点从而在室内精确的找到自己的位置。同时,我们利用到了手机中的惯性测量单元(Inertial measurement unit,IMU)可以极大地降低导航的复杂性。 展开更多
关键词 室内导航 SLAM IMU
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基于特征融合的仿生SLAM算法研究 预览
17
作者 王均 凌有铸 王静 《安徽工程大学学报》 CAS 2019年第2期26-33,共8页
传统RatSLAM算法中局部场景的形成和匹配过程采用绝对差值和模型,没有对场景的几何处理和特征提取,其显著的缺点是对光线变化的敏感性,以及不能识别已有模板图像旋转后的图像。全局特征能够快速地完成对场景的整体判断,局部特征能够提... 传统RatSLAM算法中局部场景的形成和匹配过程采用绝对差值和模型,没有对场景的几何处理和特征提取,其显著的缺点是对光线变化的敏感性,以及不能识别已有模板图像旋转后的图像。全局特征能够快速地完成对场景的整体判断,局部特征能够提供场景中物体的空间分布等信息,和全局特征形成互补。因此在局部场景形成阶段,分别提取局部场景图像的GIST特征和SIFT特征,串行融合后形成局部场景特征模板存储入局部场景细胞。通过局部场景细胞与位姿感知细胞的关联作用,修正机器人位姿。通过局部场景细胞进行实时模板匹配实现检测,校正经历地图。仿真实验表明,改进后的RatSLAM模型准确率和召回率分别达到91%和82%。相较于RatSLAM原始模型,改进后的RatSLAM模型提高了检测的准确率,改进了系统对光线变化的敏感性,增强了系统鲁棒性。 展开更多
关键词 RatSLAM模型 GIST SIFT 特征融合
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鲁棒自适应无迹卡尔曼滤波的SLAM算法 预览
18
作者 刘艳 程诚 裴少婧 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2019年第8期12-16,23共6页
针对SLAM在复杂环境下对噪声干扰鲁棒性差以及运动轨迹预测误差问题,在UKF中引入自适应估计理论与鲁棒H∞控制准则,提出一种鲁棒自适应UKF-SLAM算法。该算法利用自适应估计理论,构建抗差因子和自适应因子,自适应估计测量和状态噪声等价... 针对SLAM在复杂环境下对噪声干扰鲁棒性差以及运动轨迹预测误差问题,在UKF中引入自适应估计理论与鲁棒H∞控制准则,提出一种鲁棒自适应UKF-SLAM算法。该算法利用自适应估计理论,构建抗差因子和自适应因子,自适应估计测量和状态噪声等价协方差阵,实现粗差分离和噪声方差自适应补偿;利用鲁棒H∞控制准则对系统状态均值和协方差进行迭代更新,提高噪声干扰鲁棒性、降低预测误差。仿真结果表明:该算法能保证移动机器人在不同噪声环境下具有良好的鲁棒性与定位精度。 展开更多
关键词 移动机器人 SLAM 无迹卡尔曼滤波 自适应估计 抗差估计
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基于激光雷达与视觉信息融合的SLAM方法 预览
19
作者 王光庭 曹凯 刘豪 《山东理工大学学报:自然科学版》 CAS 2019年第1期9-13,19共6页
单线激光雷达传感器的扫描范围是二维平面,在室内环境中,服务型移动机器人在进行同时定位和地图构建过程中,不在激光雷达扫描平面范围内的障碍物无法被识别,构建的地图中会缺少相应的环境信息。为了获取缺失的环境信息,通过改进粒子滤波... 单线激光雷达传感器的扫描范围是二维平面,在室内环境中,服务型移动机器人在进行同时定位和地图构建过程中,不在激光雷达扫描平面范围内的障碍物无法被识别,构建的地图中会缺少相应的环境信息。为了获取缺失的环境信息,通过改进粒子滤波Rao-Blackwellized的方法得到移动机器人位姿的估计,将Kinect获取的环境三维信息数据和激光雷达数据融合,使用载有ROS(机器人操作系统)的移动平台Turtlebot2在实际场景中进行实验。实验结果证明,使用融合后的数据信息能得到更加准确的建图和导航效果。 展开更多
关键词 同时定位和地图构建 数据融合 机器人操作系统 导航
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ORB-SLAM系统优化框架分析概述 预览
20
作者 邱笑晨 赵晨旭 +1 位作者 张海 许辉 《导航定位与授时》 2019年第3期45-51,共7页
首先阐述了ORB-SLAM系统的核心思想和基本框架,介绍了SLAM系统中光束平差法的应用实现,然后针对视觉里程计部分不同的关键帧位姿优化过程分别进行了详细阐述,并利用KITTI数据集的不同序列的实验结果进行比较研究,给出了核心的光束平差法... 首先阐述了ORB-SLAM系统的核心思想和基本框架,介绍了SLAM系统中光束平差法的应用实现,然后针对视觉里程计部分不同的关键帧位姿优化过程分别进行了详细阐述,并利用KITTI数据集的不同序列的实验结果进行比较研究,给出了核心的光束平差法在ORB-SLAM中的具体工作方式及性能分析,最后讨论和分析了ORB-SLAM的优势和不足。 展开更多
关键词 视觉同步定位与地图构建 ORB-SLAM 光束平差法 位姿优化
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