ORB-SLAM系统特征分析研究

摘要：

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

所属期刊栏目：32

分类号：TP391;TP242;TN911.73

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;中国科学院战略性先导科技专项;中国科学院国际伙伴计划-对外合作重点项目;国家重点实验室开放基金

在线出版日期：2023-03-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：1112-1125