CFD-SLAM:融合特征法与直接法的快速鲁棒SLAM系统

摘要：

构建了一个融合特征法与直接法的快速、鲁棒同时定位与地图构建(SLAM)系统CFD-SLAM,该系统能够同时应用于单目、双目和RGB-D相机.SLAM系统主要由3部分组成:追踪、局部建图和闭环检测.追踪部分融合特征法与直接法,并对关键帧和非关键帧分别采用特征法和直接法进行追踪,以提高系统的实时性和在特征缺失环境下的鲁棒性.特征法提取ORB特征和计算BRIEF描述子,并通过最小化特征点的重投影误差来获得关键帧的位姿估计.直接法通过最小化光度误差来获得非关键帧的位姿估计.对于RGB-D相机,逆深度误差被加入到特征法和直接法的优化目标函数中.局部建图部分负责管理局部关键帧和地图点,并通过光束平差法(BA)来优化局部关键帧位姿和局部地图点位置.对于RGB-D相机,该SLAM系统能够构建八叉树地图,用于机器人导航等高级任务.闭环检测部分通过检测闭环关键帧和执行位姿图优化来提高SLAM系统的全局一致性.本文通过在开源数据集上与典型开源SLAM系统进行对比实验,证明了本文的SLAM系统在保证定位精度的同时,具有较好的实时性和鲁棒性.

关键词：同时定位与地图构建(SLAM)、特征法、直接法、光束平差法(BA)、闭环检测、重定位、逆深度误差

所属期刊栏目：29

资助基金：国家自然科学基金;广东省科技计划

在线出版日期：2020-03-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：1224-1238