动态场景下视觉SLAM的鲁棒定位技术研究

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视觉SLAM是移动机器人定位自身和构建三维场景地图的重要支撑技术。针对SLAM系统容易受环境中运动物体干扰导致定位精度降低的问题,本文致力于研究动态场景下鲁棒性视觉定位的关键技术。主要研究内容如下:(1)提出了一种基于实例分割的Cam Shift目标跟踪与识别算法。用Cam Shift跟踪YOLACT识别到的对象,当实例分割失败时,使用Cam Shift跟踪到的物体作为实例分割结果,当Camshift跟踪失败时采用YOLACT更新Camshift算法。实验表明,本算法较Camshift算法有更高的物体跟踪准确性,同时较YOLACT有更稳健的识别能力。(2)研究了一种基于运动物体识别的SLAM定位算法。根据实例分割的语义信息,将物体分为三类,作为动态物体识别的先验条件;采用光流法追踪非动态物体区域的特征点,建立了动静特征点的极限约束判断条件,避免运动物体对SLAM定位的干扰,提高系统定位的精度。实验表明,算法在高动态场景下可将定位精度最高提升53.3%。(3)研究了一种去除潜在运动物体干扰的回环检测技术。针对潜在运动物体常常导致回环检测失败的问题,采用语义加权的特征向量计算方法生成用于回环检测的Bo W特征,有效避免了潜在运动物体对回环检测的干扰。实验表明,本算法在动态场景下具有更高的回环召回率,可提高SLAM系统在动态场景下的定位精度。
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