室內(nèi)環(huán)境中單目視覺(jué)3D地圖創(chuàng)建.pdf

1、近年來(lái)，基于視覺(jué)系統(tǒng)的3D地圖創(chuàng)建受到了研究人員的日益關(guān)注。移動(dòng)機(jī)器人需要在未知的室內(nèi)環(huán)境中進(jìn)行工作，就必須明確周圍空間的環(huán)境表示方法，本文提出了一種基于改進(jìn)視覺(jué)里程計(jì)和樹網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的室內(nèi)3D地圖創(chuàng)建及優(yōu)化方法。方法包括：視覺(jué)特征的提取描述和匹配跟蹤；3D地圖的關(guān)聯(lián)創(chuàng)建；閉環(huán)檢測(cè)與地圖優(yōu)化。
　　首先，本文研究了3D地圖創(chuàng)建前的視覺(jué)系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)，包括攝像機(jī)的成像模型及其原理；視覺(jué)特征處理模塊中采用SURF算子對(duì)采集到多幀RGB圖像進(jìn)

2、行穩(wěn)定的特征點(diǎn)提取和匹配；對(duì)Kinect采集的圖像信息和深度信息進(jìn)行融合，加載點(diǎn)云庫(kù)（PCL）進(jìn)行三維地圖的映射顯示。
　　其次，針對(duì)3D地圖中的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)匹配問(wèn)題，提出了一種基于改進(jìn)視覺(jué)里程計(jì)方法的3D數(shù)據(jù)匹配算法。關(guān)聯(lián)視覺(jué)三維信息模型，使用里程計(jì)中的六個(gè)自由度來(lái)表示轉(zhuǎn)換矩陣，利用剛體轉(zhuǎn)換的非結(jié)合代數(shù)以及圖片一致性最大化來(lái)參與計(jì)算，通過(guò)能量方程的線性化來(lái)評(píng)價(jià)配準(zhǔn)結(jié)果，提高數(shù)據(jù)融合的成功率，能夠有效實(shí)時(shí)地進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)環(huán)

3、境3D地圖增量式實(shí)時(shí)創(chuàng)建。
　　最后，實(shí)現(xiàn)全局3D地圖優(yōu)化創(chuàng)建。針對(duì)彩色圖像和深度信息標(biāo)定的問(wèn)題，采用校正失真的公式模型，更正采集的RGB圖像和深度圖的對(duì)應(yīng)關(guān)系以減小數(shù)據(jù)前期誤差，從而有利于后期數(shù)據(jù)的融合處理；提出室內(nèi)環(huán)境下單目視覺(jué)3D地圖的閉環(huán)檢測(cè)算法，方法包括：采用BoVW建模和貝葉斯濾波法相結(jié)合來(lái)對(duì)歷史的閉環(huán)檢測(cè)進(jìn)行跟蹤，實(shí)現(xiàn)當(dāng)前圖像和歷史圖像的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，一旦檢測(cè)到閉環(huán)，通過(guò)基于樹結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法對(duì)新的約束條件進(jìn)行地圖優(yōu)化