多镜头组合式相机的全景SLAM

论文摘要

同步定位与地图构建（simultaneous localization and mapping,SLAM）是摄影测量、计算机视觉和机器人学的研究热点,并广泛应用于移动测图系统、机器人、无人驾驶车等。本文提出一种针对多镜头组合式全景相机的基于特征的SLAM解决方案。首先,本文建立了鱼眼相机的高精度检校模型,以保证鱼眼相机与全景相机之间的高精度坐标转换;然后,将多镜头组合式全景成像模型嵌入SLAM的初始化、局部地图生成、关键帧选取、图优化等各个流程中。此外,考虑全景相机变形大、基线长的不利因素,本文在特征匹配、平差、特征点跟踪等SLAM的各个步骤都进行了针对性改进。本文在两套车载全景数据集共8000余张全景影像上进行试验。结果表明,本文所提出的全景SLAM很好地实现了全景相机的自动定位与地图构建功能,并达到了接近GPS参考的极高定位精度而无须借助GPS/IMU组合导航系统。相对于主流的基于平面相机的各类SLAM系统,如Mono-SLAM、Stereo-SLAM以及RGB-D SLAM,本文提出的全景SLAM可作为良好的补充,并为GPS信号失锁时的传感器定位提供廉价的自动解决方案。

论文目录

• 1 全景相机的成像、检校与优化模型
•   1.1 多镜头组合式全景相机模型
•   1.2 鱼眼相机的检校
•   1.3 全景相机单像解析和前方交会
•   1.4 全景相机的非线性优化方法
• 2 全景SLAM流程
•   2.1 初始化
•   2.2 地图点跟踪
•   2.3 关键帧选取
•   2.4 局部地图构建
•   2.5 闭环探测与全局优化
• 3 试验结果和分析
•   3.1 试验设计
•   3.2 试验结果和分析
•     3.2.1 相机检校结果
•     3.2.2 特征提取与匹配结果
•     3.2.3 闭环探测结果
•     3.2.4 定位结果
•   3.3 待改进之处
• 4 结束语

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 季顺平,秦梓杰

关键词: 全景相机,鱼眼相机,相机检校

来源: 测绘学报 2019年10期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑,信息科技

专业: 工业通用技术及设备,自动化技术

单位: 武汉大学遥感信息工程学院

基金: 国家自然科学基金(41471288),国家重点研发计划(2018YFB0505003)~~

分类号: TB852.1;TP242

页码: 1254-1265

总页数: 12

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