融合多线激光雷达的视觉定位方法研究

作     者：朱泽凡 

作者单位：广东工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：曾碧

授予年度：2020年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

主      题：多线激光雷达 视觉定位 识别图 SLAM SfM 

摘      要：近几年来,基于传感器技术和控制技术的发展,机器人导航、虚拟现实、增强现实成为了工业界和学术界的研究热点。视觉传感器具有价格低、质量轻等特点,并且在手机等移动设备上大量部署,基于视觉传感器的定位方法成为热门的研究方向。在实际应用中,基于单目相机进行地图构建产生的点云地图的尺度信息缺失,复杂的室内环境会对视觉定位方法的正常运行造成较大的影响。本文针对以上问题,围绕复杂室内环境下视觉定位算法进行研究,主要工作如下:(1)对视觉SLAM、运动恢复结构(Sf M)和点云定位的国内外发展现状进行调研,以SIFT和ORB为例对特征点的提取和匹配方法进行分析,对2D-2D、2D-3D和3D-3D的特征匹配求解方法进行研究。(2)研究单目相机内参标定及其和多线激光雷达的外参标定原理和方法,并对基于多线激光雷达里程计的实现方法进行阐述。以多线激光雷达里程计算法输出的轨迹信息和外参标定结果为基础,提出一种融合多线激光雷达的点云地图尺度计算方法。(3)室内环境存在较多重复的纹理结构和移动物体,基于点云地图的定位方法容易出现定位错误和定位不准确的现象,针对这一现象,提出一种基于识别图的视觉定位方法。论文中提到的方法基于图像处理库Open CV和优化库Ceres在实际场景进行了实验,证明了本文方法的精确性和鲁棒性。论文的最后对全文进行总结,说明了研究的创新点和主要成果,指出了未来的研究方向。