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复杂环境下基于自适应极线约束的AGV视觉SLAM算法

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中国惯性技术学报 2024年第3期32卷 234-241页

作者：崔岸张新颖马耀辉吉林大学汽车工程学院长春130025 吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130025

针对传统视觉同步定位与地图构建(SLAM)算法不能有效处理复杂环境中的动态及潜在动态目标而影响定位与建图性能的问题,提出一种基于Mask R-CNN神经网络以及ORB-SLAM3算法改进的视觉SLAM方法。针对动态目标,提出一种基于语义信息的运动... 详细信息

针对传统视觉同步定位与地图构建(SLAM)算法不能有效处理复杂环境中的动态及潜在动态目标而影响定位与建图性能的问题,提出一种基于Mask R-CNN神经网络以及ORB-SLAM3算法改进的视觉SLAM方法。针对动态目标,提出一种基于语义信息的运动一致性检验算法,使用自适应阈值的极线约束方法实现图像中动态特征点的精确剔除;针对潜在动态目标,提出一种改进的长期数据关联方法,通过增大关键帧选取密度及优化关键帧中的潜在动态目标信息,对算法的回环优化和地图融合过程进行改进,提高回环优化效果与地图复用性。在TUM数据集和真实场景中进行验证,实验结果表明与ORB-SLAM3算法相比,采用TUM数据集在低动态场景和高动态场景中的绝对轨迹均方根误差分别减小8.5%和65.6%;在真实场景下测试,所提算法的定位精度提高了62.5%。

关键词：同步定位与地图构建复杂环境语义信息自适应阈值极线约束

基于极线约束SIFT特征和粒子滤波的目标跟踪算法

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上海交通大学学报 2014年第7期48卷 1026-1032,1038页

作者：刘士荣吴楚张波涛章海兵杭州电子科技大学电气自动化研究所杭州310018 检测仪表与自动化系统集成技术教育部工程研究中心杭州310018 华为技术有限公司杭州研究所杭州310007

针对采用颜色或边缘等特征的目标跟踪算法所存在的跟踪效果不稳定的问题,提出了一种基于极线约束尺度不变特征变换(SIFT)和粒子滤波的目标跟踪方法.该方法采用SIFT特征向量构建目标模型,引入极线约束改善目标匹配精度,采用粒子滤波算法... 详细信息

针对采用颜色或边缘等特征的目标跟踪算法所存在的跟踪效果不稳定的问题,提出了一种基于极线约束尺度不变特征变换(SIFT)和粒子滤波的目标跟踪方法.该方法采用SIFT特征向量构建目标模型,引入极线约束改善目标匹配精度,采用粒子滤波算法获得SIFT特征向量的候选目标模型,利用似然函数计算目标模型与候选目标模型间的相似性.实验结果表明,该方法可解决目标与背景颜色相似时的跟踪失败问题,且对目标外形与位姿发生变化具有较好的适应能力.

关键词：目标跟踪极线约束尺度不变特征变换粒子滤波

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结合极线约束和散斑相关的实时三维测量方法

光学学报 2016年第10期36卷 130-139页

作者：笪健屈惠明陶天阳陈钱左超南京理工大学电子工程与光电技术学院江苏省光谱成像与智能感知重点实验室江苏南京210094

提出了一种结合极线约束和散斑相关的实时三维测量方法。该方法基于标准的三步相移法,向正弦条纹图像中嵌入额外的随机数字散斑,并结合左右相机之间的极限约束来确定每个像素点相位的周期数,最终利用3幅条纹图像实现无歧义的相位展开。... 详细信息

提出了一种结合极线约束和散斑相关的实时三维测量方法。该方法基于标准的三步相移法,向正弦条纹图像中嵌入额外的随机数字散斑,并结合左右相机之间的极限约束来确定每个像素点相位的周期数,最终利用3幅条纹图像实现无歧义的相位展开。实测结果表明,相比于传统信息嵌入法和多相机约束法,本文方法能够大幅提高绝对相位的求解正确率;同时,为了提高算法的运行效率,采用图形处理器并行计算架构对算法进行了优化;该系统成功实现了26frame/s单幅测量点数为94,163的实时动态三维测量。

关键词：测量条纹投影三维测量极线约束散斑相关

一种极线约束修正数字图像相关匹配的立体视觉测量方法

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中国激光 2017年第8期44卷 186-195页

作者：单宝华霍晓洋刘洋哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学土木工程智能防灾减灾工业与信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150090

为了提高立体视觉方法的测量精度,提出一种极线约束修正数字图像相关(DIC)匹配的立体视觉测量方法。该方法通过DIC方法获得立体匹配的初值,应用极线约束对匹配计算结果进行修正,取位于右极线上距DIC匹配结果最近的点作为新的匹配点,并... 详细信息

为了提高立体视觉方法的测量精度,提出一种极线约束修正数字图像相关(DIC)匹配的立体视觉测量方法。该方法通过DIC方法获得立体匹配的初值,应用极线约束对匹配计算结果进行修正,取位于右极线上距DIC匹配结果最近的点作为新的匹配点,并将该种匹配修正方法推广到右图像时序匹配。在材料实验机上完成304不锈钢试件单向拉伸实验,以引伸计的测量结果为真值,对比极线约束修正前后的双目立体视觉的测量误差。实验结果表明,极线约束修正以后,双目立体视觉测量误差的最大值、平均值及均方值均减小,说明极线约束修正后的匹配方法可以提高立体视觉方法的测量精度。

关键词：测量极线约束数字图像相关修正图像匹配

基于极线约束与激光标识的空间焊缝的立体视觉检测

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焊接学报 2009年第4期30卷 8-12页

作者：李鹤喜石永华王国荣张为民华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 五邑大学信息工程学院广东江门529020

针对安装在焊接机器人末端的双目立体视觉系统,建立了左右图像坐标的极线约束方程.采用极线约束和激光标识相结合的立体视觉匹配方法,完成了相交圆管马鞍形空间焊缝的立体视觉检测.结果表明,含激光条纹的焊缝图像,经细化、去毛刺处理后... 详细信息

针对安装在焊接机器人末端的双目立体视觉系统,建立了左右图像坐标的极线约束方程.采用极线约束和激光标识相结合的立体视觉匹配方法,完成了相交圆管马鞍形空间焊缝的立体视觉检测.结果表明,含激光条纹的焊缝图像,经细化、去毛刺处理后,可以得到分段光滑的曲线,通过曲线奇变点检测与曲线—极线相交点检测两种方法的融合,实现了空间焊缝检测点在左右图像中的可靠匹配,从而提高了焊缝及周边结构立体视觉检测的准确性.对检测的马鞍形焊缝及周边圆管的三维数据进行了重建,与实际结构尺寸比较误差小,满足一般机器人自动焊接过程中的焊缝检测要求.

关键词：立体视觉极线约束激光标识匹配焊缝检测

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引入极线约束的SURF特征匹配算法

中国图象图形学报 2016年第8期21卷 1048-1056页

作者：陈洁高志强密保秀陈会南京邮电大学材料科学与工程学院南京210023

目的特征点匹配算法是当今计算机图像处理领域的研究热点，但是大多数现存的方法不能同时获得数量多和质量优的匹配。鉴于此，基于SURF（speeded—uprobustfeatures）算法，通过引入极线约束来提高特征匹配效果。方法首先使用SURF算法... 详细信息

目的特征点匹配算法是当今计算机图像处理领域的研究热点，但是大多数现存的方法不能同时获得数量多和质量优的匹配。鉴于此，基于SURF（speeded—uprobustfeatures）算法，通过引入极线约束来提高特征匹配效果。方法首先使用SURF算法检测和描述图像特征点，然后使用RANSAC（randomsamplingconsensus）方法计算匹配图像之间的基础矩阵，通过该基础矩阵计算所有特征点的极线。再引入极线约束过滤掉错误匹配，最终获得数量与质量显著提高的匹配集合。结果实验结果表明，该方法获得的匹配具有高准确度，匹配数目与原约束条件相比可高达2～8倍。结论本文方法实现过程简单，不仅匹配准确度高且能够大大提高正确的特征匹配数，适用于处理不同类型的图像数据。

关键词：图像处理特征匹配极线约束基础矩阵 SURF(speeded.up robust features)

结合Harris算子和极线约束改进的SIFT立体匹配算法

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高技术通讯 2019年第11期29卷 1082-1086页

作者：杨伟姣杨先海山东理工大学机械工程学院

针对尺度不变特征变换(SIFT)算法在双目立体视觉匹配过程中提取的特征点数量多、计算量大和耗时长的问题,本文提出一种结合Harris算子和极线约束改进的SIFT立体匹配算法。该算法通过Harris算子提取左图像特征点代替SIFT算法中的极值点,... 详细信息

针对尺度不变特征变换(SIFT)算法在双目立体视觉匹配过程中提取的特征点数量多、计算量大和耗时长的问题,本文提出一种结合Harris算子和极线约束改进的SIFT立体匹配算法。该算法通过Harris算子提取左图像特征点代替SIFT算法中的极值点,并引入极线约束来限定搜索范围获取右图像特征点,从而缩短特征点的提取时间并提高了准确率。实验结果表明,本算法在双目立体匹配过程中可实现较好的效果,有效地提高了匹配实时性和精度。

关键词：双目视觉立体匹配 Harris 极线约束尺度不变特征变换(SIFT)

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一种基于极线约束的激光条纹匹配算法

激光技术 2003年第6期27卷 584-587页

作者：陈厚道周钢王从军黄树槐华中科技大学材料科学与工程学院武汉430074

提出了一种基于极线约束的激光条纹匹配算法。先通过双CCD摄像机摄取左右两幅图像 ,然后对图像进行预处理。处理之后的两幅图像是在不同视角下摄取的两条单像素宽的激光条纹 ,在极线约束和连续性约束的理论基础上 ,提出了一种直线和曲... 详细信息

提出了一种基于极线约束的激光条纹匹配算法。先通过双CCD摄像机摄取左右两幅图像 ,然后对图像进行预处理。处理之后的两幅图像是在不同视角下摄取的两条单像素宽的激光条纹 ,在极线约束和连续性约束的理论基础上 ,提出了一种直线和曲线求交的匹配方法。

关键词：极线约束摄像机标定计算机视觉激光条纹匹配

结合SURF算子和极线约束的柑橘立体图像对匹配

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计算机工程与应用 2011年第8期47卷 157-160页

作者：彭辉文友先翟瑞芳罗俊刘善梅华中农业大学理学院武汉430070 华中农业大学工学院武汉430070

提出一种结合SURF算子和极线约束的立体匹配方法。对采集的双目视觉柑橘图像进行R-B分量的计算,在该分量上,采用快速hessian检测子进行特征点检测,并使用SURF描述子对检测到的特征点进行64维的特征描述。采用欧式距离和极线约束进行特... 详细信息

提出一种结合SURF算子和极线约束的立体匹配方法。对采集的双目视觉柑橘图像进行R-B分量的计算,在该分量上,采用快速hessian检测子进行特征点检测,并使用SURF描述子对检测到的特征点进行64维的特征描述。采用欧式距离和极线约束进行特征点匹配。实验表明,该方法对一幅图像对的平均处理时间为293ms,在果实被遮挡或光线变化的情况下均能较好地进行特征点提取和匹配。该方法为后续的深度信息计算提供了基础。

关键词：立体匹配快速鲁棒特征(SURF)算子极线约束 Hessian矩阵