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利用局部自适应阈值方法提取orb-slam特征点

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测绘通报 2021年第9期 32-36,48页

作者：李国竣徐延海段杰文韩石磊西华大学汽车与交通学院四川成都610039 西华大学汽车测控与安全四川省重点实验室四川成都610039

智能驾驶车辆的定位和建图是智能驾驶车辆的关键技术之一,针对orb-slam中的特征点提取为固定阈值的问题,本文提出了一种局部自适应阈值方法提取特征点。首先,对局部自适应阈值的计算方法进行了阐述,主要利用图像对比度设置自适应阈值;然... 详细信息

智能驾驶车辆的定位和建图是智能驾驶车辆的关键技术之一,针对orb-slam中的特征点提取为固定阈值的问题,本文提出了一种局部自适应阈值方法提取特征点。首先,对局部自适应阈值的计算方法进行了阐述,主要利用图像对比度设置自适应阈值;然后,在FAST算法基础上构建了高斯图像金字塔,采用灰度质心法解决特征点的尺度不变和旋转问题,在图像金字塔的每层图像中划分图像网格区域,并遍历计算每层图像网格区域的对比度来设置每个网格区域的局部阈值;最后,在每个图像网格区域中完成特征点提取并利用四叉树结构存储特征点。测试结果表明,本文算法在阴天场景提取的特征点数量比原算法提取的数量多61.9%,在光照充足场景下多23.3%;在阴天场景和光照充足场景下,本文算法提取的特征点数量的波动比原算法提取的特征点数量波动小。

关键词： orb-slam 局部自适应阈值特征点提取 FAST 图像金字塔

基于窗口化匹配估计的orb-slam算法研究

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系统仿真学报 2024年第9期36卷 2032-2042页

作者：姚万业庞泽伟孙沛杰王祝华北电力大学(保定)自动化系河北保定071003

针对orb-slam系统中求解相机位姿存在随机性而引起定位精度不稳定的问题,提出一种基于特征点窗口化匹配和解析ICP的改进位姿求解算法,构建移动机器人orb-slam系统。通过对提取的特征点进行窗口化,在保证选取良好特征点匹配的同时提高匹... 详细信息

针对orb-slam系统中求解相机位姿存在随机性而引起定位精度不稳定的问题,提出一种基于特征点窗口化匹配和解析ICP的改进位姿求解算法,构建移动机器人orb-slam系统。通过对提取的特征点进行窗口化,在保证选取良好特征点匹配的同时提高匹配效率;利用具有解析解的ICP算法求解相机位姿避免迭代,选取误差最小的窗口位姿求解结果进行光束法平差优化,以减小局部信息丢失或误匹配引起的位姿误差。结果表明:改进算法能够提高相机轨迹求解精度,轨迹误差相比orb-slam2和orb-slam3平均减少30%以上,并可以降低相机跟踪失败的概率。

关键词：窗口化特征匹配位姿估计光束法平差 orb-slam 相机轨迹误差移动机器人

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orb-slam系统特征分析研究

高技术通讯 2022年第11期32卷 1112-1125页

作者：薛瑞李易李文明安述倩叶笑春唐志敏处理器芯片全国重点实验室(中国科学院计算技术研究所) 北京100190 中国科学院大学计算机科学与技术学院北京100049

随着自动驾驶汽车、机器人、无人机、虚拟现实和增强现实等应用的飞速发展,其核心技术同步定位和建图(slam)成为目前热门研究方向之一。orb-slam系统作为典型的基于特征点法的slam系统,具有更好的鲁棒性和更高的计算效率,无论在系统优... 详细信息

随着自动驾驶汽车、机器人、无人机、虚拟现实和增强现实等应用的飞速发展,其核心技术同步定位和建图(slam)成为目前热门研究方向之一。orb-slam系统作为典型的基于特征点法的slam系统,具有更好的鲁棒性和更高的计算效率,无论在系统优化层面还是底层硬件架构设计层面一直被广泛关注。然而目前学术界和工业界缺乏面向orb-slam系统底层硬件架构设计的系统特征分析研究。本文从跟踪线程、地图构建线程和回环检测线程出发详细介绍orb-slam系统,选取了orb-slam2系统进行了性能分析实验,得到了orb特征提取和块求解器2个热点函数,并分析了2个热点函数的执行特征。在Intel i5-6500和ARM Neoverse-N1处理器平台实验对比评估了2个热点函数的IPC、分支预测失效率、一级数据缓存读失效率、最后一级缓存失效率和最后一级缓存MPKI等特征,并总结了对体系结构设计的需求,为面向orb-slam系统的底层硬件架构设计提供了指导性建议。

关键词： orb-slam 热点函数特征分析硬件架构设计

一种改进orb-slam的变电设备在线三维建模算法

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武汉理工大学学报 2020年第1期42卷 85-90页

作者：李仙琪张俊伟罗强赵铮陈建昆王翀贵州电网有限责任公司培训与评价中心贵阳551417 贵州电力天能企发培训咨询服务有限公司贵阳551417 贵州电网有限责任公司兴义供电局兴义562400

针对传统的人工三维建模费时费力的问题,引入orb-slam算法实现在线三维建模。orb-slam算法通过对单目相机提取的图片进行特征提取,可实现低成本实时生成三维点云,即三维模型,但算法本身依赖于视觉词典的建立。实际应用中,受条件的限制,... 详细信息

针对传统的人工三维建模费时费力的问题,引入orb-slam算法实现在线三维建模。orb-slam算法通过对单目相机提取的图片进行特征提取,可实现低成本实时生成三维点云,即三维模型,但算法本身依赖于视觉词典的建立。实际应用中,受条件的限制,往往视觉词典难以制作。通过引入GMS匹配算法替换orb-slam原算法中相应模块,在不需要词典向量的条件下成功实现了特征匹配,并利用KITTI数据集对改进算法进行了仿真实验。结果表明,该改进算法能保证原有建图精度和运行速度。最后用改进算法对变电站设备成功进行了在线三维建模。

关键词：变电站 orb-slam GMS 三维建模

基于改进FAST特征检测的orb-slam方法

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现代电子技术 2018年第6期41卷 53-56页

作者：公维思周绍磊吴修振刘刚海军航空工程学院山东烟台264001

针对视觉orb-slam中的特征点提取过程,提出一种改进的FAST特征点检测方法。在orb-slam过程中,由于光照和周围环境信息的不确定性,当环境对比度下降时,易造成特征点数量急剧减少从而造成slam过程的失败。针对上述问题,基于图像的对比度信... 详细信息

针对视觉orb-slam中的特征点提取过程,提出一种改进的FAST特征点检测方法。在orb-slam过程中,由于光照和周围环境信息的不确定性,当环境对比度下降时,易造成特征点数量急剧减少从而造成slam过程的失败。针对上述问题,基于图像的对比度信息,提出一种自适应阈值的FAST特征点检测方法,利用图像的对比度自适应调整特征点检测时的阈值,当图像对比度下降时依然能够保证特征点检测的数量,大大提高了orb-slam的鲁棒性和适应性。对提出的方法进行了实验验证,结果表明该方法切实可行,具有较高的实用价值。

关键词： orb-slam 特征点检测图像对比度自适应阈值 slam过程特征点提取

Comparison between the Initialization of DSO and orb-slam

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Comparison between the Initialization of DSO and ORB-SLAM

基于orb-slam的室内机器人定位和三维稠密地图构建

第二十届中国系统仿真技术及其应用学术年会（20th CCSSTA 2019）

作者： Xu Meng Chen Zonghai Department of Automation University of Science and Technology of China

slam is an abbreviation for simultaneous localization and mapping,which is a technique for estimating sensor motion and reconstructing structure in an unknown *** are two main type of monocular visual slam:feature-based(indirect)slam and direct ***-slam and DSO are one of the state-of-art examples of these two kinds of *** article focuses on the difference between the initialization of DSO and orb-slam,and then analyse the principle behind.

关键词： monocular Visual slam Computer Vision DSO orb-slam

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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计算机应用 2017年第5期37卷 1439-1444页

作者：侯荣波魏武黄婷邓超锋华南理工大学自动化科学与工程学院广州510640

针对在室内机器人定位和三维稠密地图构建系统中,现有方法无法同时满足高精度定位、大范围和快速性要求的问题,应用具有跟踪、地图构建和重定位三平行线程的orb-slam算法估计机器人三维位姿;然后拼接深度摄像头KINECT获得的三维稠密点云... 详细信息

针对在室内机器人定位和三维稠密地图构建系统中,现有方法无法同时满足高精度定位、大范围和快速性要求的问题,应用具有跟踪、地图构建和重定位三平行线程的orb-slam算法估计机器人三维位姿;然后拼接深度摄像头KINECT获得的三维稠密点云,提出空间域上的关键帧提取方法剔除冗余的视频帧;接着提出子地图法进一步减少地图构建的时间,最终提高算法的整体速度。实验结果表明,所提系统能够在大范围环境中准确定位机器人位置,在运动轨迹为50 m的大范围中,机器人的均方根误差为1.04 m,即误差为2%,同时整体速度为11帧/秒,其中定位速度达到17帧/秒,可以满足室内机器人定位和三维稠密地图构建的精度、大范围和快速性的要求。

关键词：同时定位和地图构建室内机器人 orb-slam 关键帧提取 KINECT 图优化

一种用于图像特征提取的改进orb-slam算法

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测绘通报 2019年第3期 16-20页

作者：张良桥陈国良许晓东连达军王睿中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116 中国矿业大学国土环境与灾害监测国家测绘地理信息局重点实验室江苏徐州221116 苏州科技大学环境学院江苏苏州215009

针对复杂室内环境下视觉slam定位存在实时性差、轨迹漂移等问题,本文提出了一种基于图像特征提取方法的orbslam算法。该算法在前端中提高图像特征检测与匹配的效率和精度,引入闭环检测策略优化相机位姿轨迹,提高定位精度。以不同来源图... 详细信息

针对复杂室内环境下视觉slam定位存在实时性差、轨迹漂移等问题,本文提出了一种基于图像特征提取方法的orbslam算法。该算法在前端中提高图像特征检测与匹配的效率和精度,引入闭环检测策略优化相机位姿轨迹,提高定位精度。以不同来源图像对比分析不同特征提取算法SIFT、SURF、orb的有效性,运用该算法估计机器人运动轨迹,与真实轨迹相对位姿误差为0.144 8 m,试验表明所提出的方法切实可行,具有较高的稳健性。

关键词：视觉slam 图像特征检测与匹配 orb-slam 回环检测位姿估计

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改进orb-slam在嵌入式系统中实现

组合机床与自动化加工技术 2024年第10期 37-41页

作者：王磊杨永夫潘明然郭宏林沈阳理工大学机械工程学院沈阳110159 辽沈工业集团有限公司沈阳110045

针对飞行载体的实时orb-slam实现问题,提出一种在嵌入式系统实现的改进orb(oriented FAST and rotated BRIEF)单目视觉里程计算法。算法首先对输入图像进行灰度化、高斯滤波预处理实现简化运算和图像去噪,考虑到算法移植及在嵌入式系统... 详细信息

针对飞行载体的实时orb-slam实现问题,提出一种在嵌入式系统实现的改进orb(oriented FAST and rotated BRIEF)单目视觉里程计算法。算法首先对输入图像进行灰度化、高斯滤波预处理实现简化运算和图像去噪,考虑到算法移植及在嵌入式系统实现,将图像预处理和orb图像特征提取与匹配等功能封装为IP(intellectual property)核,布置到硬件系统中,提高特征提取与匹配的速度和正确率,保证位姿估计实时性。搭建ZYNQ嵌入式系统,开展对比实验,实验结果表明:改进后的算法特征点匹配率提高了3.78倍,特征提取与匹配的耗时缩短为原来的1/8,处理图像的帧率可以达到19 fps,满足实时性要求。

关键词： orb-slam 特征提取与匹配 ZYNQ 嵌入式 FPGA