基于Vision-IMU的机器人同时定位与地图创建算法

作     者：姚二亮 张合新 张国良 徐慧 赵欣 Yao Erliang;Zhang Hexin;Zhang Guoliang;Xu Hui;Zhao Xin

作者机构：火箭军工程大学西安710025 成都信息工程大学成都610225 

出 版 物：《仪器仪表学报》 (Chinese Journal of Scientific Instrument)

年 卷 期：2018年第39卷第4期

页      面：230-238页

核心收录：

学科分类：081104[工学-模式识别与智能系统] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：青年科学基金(61503393)项目资助 

主　　题：同时定位与地图创建 视觉 惯性测量单元 光束平差法 

摘      要：为提高机器人在复杂环境下的定位精度和实时性,提出一种基于Vision-IMU的同时定位与地图创建算法。算法主要分为4个线程进行：跟踪、特征提取、局部建图和闭环。跟踪线程使用IMU信息辅助直接法进行像素点匹配,而后最小化重投影误差和IMU项误差,得到初步的机器人位姿估计。特征提取线程完成关键帧的特征点提取和描述子计算。局部建图线程利用光束平差法得到更加精确的机器人位姿轨迹和环境信息。闭环线程检测闭环,并利用闭环优化提高机器人轨迹和环境信息的一致性。公开的Euroc数据集实验表明,算法能够处理光线变化环境,实时地得到更准确的机器人定位。特别是相机剧烈运动产生运动模糊时,算法依然保持较高的定位精度。