SLAM回环及优化

简介: SLAM回环及优化

0. 前言


随着路径的不断延伸,机器人的建图过程会存在不断地累计误差。而传统的以gmapping为代表的使用粒子滤波进行定位的slam建图方式。以及ORB-SLAM为代表包含的局部优化和全局优化来调整外。但是这些处理方式只能减缓误差累计的程度,无法消除,而现在最为常用消除累计误差的方法就是利用回环检测来优化位姿。


当新的关键帧加入到优化模型时,在关键帧附近进行一次局部优化。


b6a800b32fa44d7a801fa3bd6f570574.png


在全局优化中,所有的关键帧(除了第一帧)和三维点都参与优化。


9b5da5bf5661492abece170df3206fbe.png


1. 回环检测


回环检测作为近年来slam行业必备的部分,是指机器人识别曾到达某场景,使得地图闭环的能力。


8ee259ad7fef476689446b1572740759.png


回环检测之所以能成为一个难点,是因为:如果回环检测成功,可以显著地减小累积误差,帮助机器人更精准、快速的进行避障导航工作。而错误的检测结果可能使地图变得很糟糕。因此,回环检测在大面积、大场景地图构建上是非常有必要的 。


词袋模型(bag of words,BoW)早期是一种文本表征方法,后引入到计算机视觉领域,逐渐成为一种很有效的图像特征建模方法。它通过提取图像特征,再将特征进行分类构建视觉字典,然后采用视觉字典中的单词集合可以表征任一幅图像。


换句话说,通过BOW可以把一张图片表示成一个向量。这对判断图像间的关联很有帮助,所以目前比较流行的回环解决方案都是采用的BoW及其基础上衍生的算法IAB-MAP、FAB-MAP是在滤波框架下计算回环概率,RTAB-MAP采用关键帧比较相似性,DLoopDetector(在DBoW2基础上开发的回环检测库)采用连续帧的相似性检测判断是否存在回环。


回环检测主要由BoW模块、算法模块、验证模块三部分组成。


词袋模型(BoW模块)


每一帧都可以用单词来描述,也就是这一帧中有哪些单词,这里只关心了有没有,而不必关心具体在哪里。只有两帧中单词种类相近才可能构成回环。


(a)图像预处理,假设训练集有M MM幅图像,将图像标准化为p a t c h patchpatch,统一格式和规格;

(b)特征提取,假设M MM幅图像,对每一幅图像提取特征,共提取出N NN个SIFT特征;

(c)特征聚类,采用K-means算法把N NN个对象分为K KK个簇 (视觉单词表),使簇内具有较高的相似度,而簇间相似度较低;


749391e7eecb40878c2196cc84bc3937.png


(d)统计得到图像的码本,每幅图像以单词表为规范对该幅图像的每一个SIFT特征点计算它与单词表中每个单词的距 离,最近的加1,便得到该幅图像的码本;还需要码本矢量归一化,因为每一幅图像的SIFT特征个数不定,所以需要归一化。


326ca2a3b7994eba8cd266122fc7ffc7.png


…详情请参照古月居


相关文章
|
存储 前端开发 数据可视化
3D激光SLAM:LeGO-LOAM---两步优化的帧间里程计及代码分析
**LeGO-LOAM**的全称是 Lightweight and Ground-Optimized Lidar Odometry and Mapping on Variable Terrain 其中LeGO就是轻量级和利用地面优化,轻量级的实现就是通过两步的优化方式,利用地面优化的部分也在两步优化的第一步中。 和原始LOAM一样,通过前后两帧点云来估计两帧之间的运动,从而累加得到前端里程计的输出,和上述方法使用线面约束同时优化六自由度帧间位姿不同,LeGO-LOAM的前端分成两个步骤,每个步骤估计三自由度的变量。 通过这种方式进行帧间里程计的运算,可以提供运算效率,使得可以在嵌入式平台
3D激光SLAM:LeGO-LOAM---两步优化的帧间里程计及代码分析
|
6月前
|
网络虚拟化
三层交换实验
三层交换实验
|
6月前
|
运维 并行计算 异构计算
LabVIEW硬件在环仿真模拟电路故障分析和特征提取
LabVIEW硬件在环仿真模拟电路故障分析和特征提取
44 0
|
6月前
|
算法 安全 数据安全/隐私保护
Kongsberg康士伯 RL542A 无线电链路的功能特点有哪些?
Kongsberg康士伯 RL542A 无线电链路的功能特点有哪些?
|
机器学习/深度学习 传感器 算法
【具有路由 WSN 模拟器的随机方式移动】具有路由 WSN 模拟器的随机方式移动(Matlab代码实现)
【具有路由 WSN 模拟器的随机方式移动】具有路由 WSN 模拟器的随机方式移动(Matlab代码实现)
|
Windows
Baumer工业相机堡盟相机LX双网口系列如何配置相机网卡Teaming双网口合并成一个网口进行使用(网口合并)
Baumer工业相机堡盟相机LX双网口系列如何配置相机网卡Teaming双网口合并成一个网口进行使用(网口合并)
226 0
|
传感器 算法 数据挖掘
基于LEACH的随机网络生成无线传感器网络路由协议的仿真比较(Matlab代码实现)
基于LEACH的随机网络生成无线传感器网络路由协议的仿真比较(Matlab代码实现)
|
算法
m基于GA遗传优化算法的认知中继网络最优中继功率分配和最佳中继节点选择算法matlab仿真
m基于GA遗传优化算法的认知中继网络最优中继功率分配和最佳中继节点选择算法matlab仿真
122 2
m基于GA遗传优化算法的认知中继网络最优中继功率分配和最佳中继节点选择算法matlab仿真
|
机器学习/深度学习 传感器 移动开发
【中继优化】基于高效局部地图搜索算法实现无人机通信中继位置优化附matlab代码和复现论文
【中继优化】基于高效局部地图搜索算法实现无人机通信中继位置优化附matlab代码和复现论文
|
传感器 机器学习/深度学习 算法
【WSN】基于LGNDO算法实现传感器物理路由优化附matlab代码
【WSN】基于LGNDO算法实现传感器物理路由优化附matlab代码