基于改进ORB-SLAM2算法的温室机器人定位与稠密建图方法

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作者 李旭 阳奥凯 +4 位作者 刘青 邬备 季邦 刘大为 谢方平 《农业机械学报》 北大核心 2025年第8期427-437,共11页

针对温室内环境复杂,ORB-SLAM2算法无法构建稠密地图的问题,本文提出了基于改进ORB-SLAM2算法的温室机器人定位与稠密建图方法。首先,在跟踪线程中提出一种根据图像总体像素自适应调整特征点提取阈值方法,提升特征点提取的质量和数量;其... 针对温室内环境复杂,ORB-SLAM2算法无法构建稠密地图的问题,本文提出了基于改进ORB-SLAM2算法的温室机器人定位与稠密建图方法。首先,在跟踪线程中提出一种根据图像总体像素自适应调整特征点提取阈值方法,提升特征点提取的质量和数量;其次,在ORB-SLAM2算法基础上,结合帧间相对位姿计算,增加旋转量与平移量作为关键帧选择条件,降低关键帧数量和平均跟踪时间,提高定位精度;最后,引入稠密建图线程,通过点云恢复、统计滤波、点云拼接及体素滤波算法,融合多帧点云数据,生成精细三维稠密地图。为验证方法的有效性与实用性,分别进行公开数据集仿真分析与真实场景测试,在Freiburg1_room、Freiburg1_xyz、Freiburg1_desk序列上,改进ORB-SLAM2算法比ORB-SLAM2算法运行轨迹更接近真实轨迹,平均绝对轨迹误差分别降低46.00%、29.01%、39.85%。在3种不同枝叶遮挡的温室环境内,相比ORB-SLAM2算法,改进ORB-SLAM2算法特征点匹配数量分别平均提升7.20%、12.37%、12.81%;同时,关键帧平均数量分别从400、525、1132帧减少到371、411、708帧,且平均跟踪时间分别从0.0390、0.0357、0.0318 s减少到0.0373、0.0343、0.0290 s。试验结果表明,改进ORB-SLAM2算法的估计轨迹与温室机器人实际运动轨迹基本契合,具有良好的回环检测性能,准确还原了作物与过道在三维空间中的真实分布,成功构建出温室场景的三维稠密点云地图。该方法可为温室移动机器人的定位与导航提供技术支撑。 展开更多

关键词 温室机器人 稠密建图 orb-slam2算法 自适应阈值 关键帧选择

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融合LK光流改进的ORB-SLAM2算法研究

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作者 杨秋宸 王霄 徐凌桦 《现代电子技术》 北大核心 2025年第22期8-14,共7页

为解决传统ORB-SLAM2算法定位实时性差、精度不足以及无法稠密建图的问题,提出一种融合LK光流法的改进ORB-SLAM2算法。该算法基于ORB-SLAM2的架构进行改进。首先,基于帧判别准则,加入LK光流法实现帧间加速跟踪,提高定位实时性;其次,计... 为解决传统ORB-SLAM2算法定位实时性差、精度不足以及无法稠密建图的问题,提出一种融合LK光流法的改进ORB-SLAM2算法。该算法基于ORB-SLAM2的架构进行改进。首先,基于帧判别准则,加入LK光流法实现帧间加速跟踪,提高定位实时性;其次,计算图像帧特征点的RGB光度值与彩色地图点云的光度值之间的误差,并将其作为约束条件,进一步优化位姿;最后,构建出精确的稠密点云地图。在TUM数据集上进行验证,并在真实场景下进行建图实验。结果表明:所提算法的每帧图像平均处理时间比ORB-SLAM2和ORB-SLAM3分别减少了64.99%、64.75%;定位精度的标准误差比ORB-SLAM2和ORB-SLAM3分别减少了31.69%、29.60%,有效提高了实时性和精度,且构建的稠密点云地图对于移动机器人的导航具有较高价值。 展开更多

关键词 改进orb-slam2 LK光流法 特征点提取 帧间加速 光度误差 稠密点云

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基于RGB-D相机的改进ORB-SLAM2算法地图构建研究

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作者 孙冬生 李楠 +3 位作者 姚凯文 胡鑫力 孙炳合 周锋 《盐城工学院学报(自然科学版)》 2025年第1期51-60,共10页

针对传统ORB-SLAM2算法在动态场景下的关键帧信息不足问题,提出了一种基于RGBD相机的改进关键帧选取算法。通过增加帧间运动量和转角因数筛选关键帧,并优化特征点跟踪,提高了关键帧选取的准确率;在原有三线程基础上,新增稠密建图和八叉... 针对传统ORB-SLAM2算法在动态场景下的关键帧信息不足问题,提出了一种基于RGBD相机的改进关键帧选取算法。通过增加帧间运动量和转角因数筛选关键帧,并优化特征点跟踪,提高了关键帧选取的准确率;在原有三线程基础上,新增稠密建图和八叉树线程,构建稠密点云地图并压缩成八叉树地图;最后在TUM数据集上验证了算法的有效性。结果表明,改进关键帧选取的ORB-SLAM2算法在保证系统实时性的同时,显著提升了系统跟踪定位精度,降低了轨迹误差,构建的八叉树地图内存占用低,可直接于机器人导航规划。 展开更多

关键词 orb-slam2 稠密建图 八叉树地图 关键帧选取 移动机器人

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基于ORB-SLAM2的盾构隧道环境智能定位方法优化研究

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作者 王义诚 周旭辉 +2 位作者 张星伟 何钦 刘超 《广东土木与建筑》 2025年第6期5-9,共5页

随着地下空间的快速发展,盾构隧道施工及运维智能化需求日益凸显。设备实时位置的精确获取是实现智能化的前提,但隧道中,卫星定位信号的缺失导致装备位置的获取十分困难。SLAM技术的出现为解决室内定位问题提供了新的方法,但隧道中混凝... 随着地下空间的快速发展,盾构隧道施工及运维智能化需求日益凸显。设备实时位置的精确获取是实现智能化的前提,但隧道中,卫星定位信号的缺失导致装备位置的获取十分困难。SLAM技术的出现为解决室内定位问题提供了新的方法,但隧道中混凝土管片弱纹理特征给视觉特征的提取带来了巨大挑战,影响定位精度。研究基于ORB-SLAM2提出一种融合点线特征的视觉SLAM优化方法,以提升隧道场景下的定位精度与鲁棒性。主要研究成果包括:①在原本的特征点提取基础上,引入线段检测器(LSD)与线段描述符(LBD)提取并匹配线特征,实现点-线特征共同定位。②开展实地测试,分析多种误差的优化程度以及算法鲁棒性提升效果,其中最小误差提升最多,可达49.39%。 展开更多

关键词 盾构隧道 orb-slam2 定位方法 特征融合

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基于ORB-SLAM2的AGV视觉建图

5

作者 张鸿天 朱翠 《物联网技术》 2025年第12期38-41,共4页

在自动引导车AGV视觉建图领域,ORB-SLAM2算法因其强大的性能而得到广泛应用。然而,该算法在处理复杂环境,如动态变化或纹理缺乏的场景时,仍面临特征点不稳定和匹配错误的难题。为了提升视觉建图的精度和稳定性,研究探讨了基于ORB-SLAM2... 在自动引导车AGV视觉建图领域,ORB-SLAM2算法因其强大的性能而得到广泛应用。然而,该算法在处理复杂环境,如动态变化或纹理缺乏的场景时,仍面临特征点不稳定和匹配错误的难题。为了提升视觉建图的精度和稳定性,研究探讨了基于ORB-SLAM2算法的自动引导车AGV视觉建图技术。为提升建图精度和稳定性,研究者改进了ORB-SLAM2的特征提取和匹配策略,强调了实时性、精度、鲁棒性和易用性四个关键维度。实时性通过高效ORB特征提取和匹配实现;精度则通过局部和全局地图优化技术提高;鲁棒性得益于系统的闭环检测和全局优化功能;易用性则通过直观的用户界面实现。这些改进增强了AGV在复杂环境中的导航准确性和稳定性,推动了其在工业自动化、物流运输和智能仓储等领域的应用。 展开更多

关键词 orb-slam2 视觉建图 AGV 特征检测 工业自动化 物流运输 智能仓储

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基于ORB-SLAM2的温室移动机器人定位研究 被引量：4

6

作者 李旭 阳奥凯 +4 位作者 刘青 伍硕祥 刘大为 邬备 谢方平 《农业机械学报》 CSCD 北大核心 2024年第S1期317-324,345,共9页

针对温室内道路环境复杂,且温室移动机器人无法使用GNSS进行定位的问题,本文开展了基于ORB-SLAM2的温室定位研究。首先,对Realsense D455型深度相机获取的温室彩色图像和深度信息进行预处理,通过图像金字塔和灰度质心法实现ORB特征的尺... 针对温室内道路环境复杂,且温室移动机器人无法使用GNSS进行定位的问题,本文开展了基于ORB-SLAM2的温室定位研究。首先,对Realsense D455型深度相机获取的温室彩色图像和深度信息进行预处理,通过图像金字塔和灰度质心法实现ORB特征的尺度和旋转不变性,完成精确有效的特征点匹配;其次,利用跟踪线程参考关键帧跟踪、匀速模型跟踪和重定位跟踪进行粗定位,再使用局部地图跟踪进行精定位,实现对相机位姿的精确求解;再次,结合局部建图线程,在完成关键帧插入、近期地图点筛选、新地图点筛选、新地图点重建、局部BA优化和局部关键帧筛选的基础上,应用共视图方法建立地图点;最后,结合闭环线程,通过候选回环、计算相似变换、回环融合和位姿图优化对全图地图进行回环修正,从而实现温室内的实时定位与建图。选取辣椒生长初期、中期和成熟期3种不同作物生长期的温室进行实机测试,算法生成的轨迹与实际轨迹基本契合,X轴的均方根误差分别为0.6862、0.3550、0.4925 m,平均绝对误差分别为0.5883、0.2937、0.4554 m,Z轴的均方根误差分别为0.1497、0.0718、0.3686 m,平均绝对误差分别为0.0986、0.0464、0.2825 m。试验结果表明该方法可为温室移动机器人的定位与导航提供技术支撑。 展开更多

关键词 温室 机器人 建图 定位 深度相机 orb-slam2

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基于改进ORB-SLAM2矿井救援机器人空间构建方法研究 被引量：1

7

作者 贯怀光 杨鹏 +1 位作者 诸利一 邢怡君 《计算机应用与软件》 北大核心 2024年第9期70-76,共7页

矿井安全事故发生后,矿井救援机器人需在矿井环境采集视觉数据,进行应急区域的空间构建等功能。利用RGB和RGB-D的ORB-SLAM2算法进行扩充性优化研究,选用OCTOMAP优化地图,使用矿井救援机器人在室内真实场景中实验,验证该方法效果。结果表... 矿井安全事故发生后,矿井救援机器人需在矿井环境采集视觉数据,进行应急区域的空间构建等功能。利用RGB和RGB-D的ORB-SLAM2算法进行扩充性优化研究,选用OCTOMAP优化地图,使用矿井救援机器人在室内真实场景中实验,验证该方法效果。结果表明:得到的空间构建效果比实时点云构建的应用性更强,降低处理内存空间,为矿井救援移动机器人空间构建提供方法,对后续矿井机器人移动定位的研究具有重要的实际意义。 展开更多

关键词 矿井救援 机器人 三维空间 orb-slam2

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高危场景下ORB-SLAM2稠密地图构建 被引量：1

8

作者 叶强胜 代世佳 +1 位作者 饶刘维 陈兴文 《山西电子技术》 2024年第5期82-83,92,共3页

针对经典视觉ORB-SLAM2稀疏建图存在精度低、实时性差等现实问题,提出了基于ORB-SLAM2算法架构的视觉定位与稠密建图算法,并通过部署在Jetson Xavier NX为核心板的嵌入式平台上进行建图精度与实时性验证,可满足高危场景下的清晰完整地... 针对经典视觉ORB-SLAM2稀疏建图存在精度低、实时性差等现实问题,提出了基于ORB-SLAM2算法架构的视觉定位与稠密建图算法,并通过部署在Jetson Xavier NX为核心板的嵌入式平台上进行建图精度与实时性验证,可满足高危场景下的清晰完整地图信息的构建需求,便于人们快速摸排风险点、制定救援方案和避免二次事故发生。 展开更多

关键词 orb-slam2改进 稠密建图 嵌入式平台

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基于动态特征点滤除与关键帧选择优化的ORB-SLAM2算法

9

作者 阚绪康 史格非 杨雪榕 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2024年第10期3185-3190,共6页

同时定位与建图(SLAM)算法在有运动目标的情况下存在定位精度下降的问题,而引入实例分割等算法虽然可以应对动态场景,但难以保证SLAM算法的实时性,且在运动时相机抖动会导致关键帧选择不准确和跟踪易丢失的问题。针对上述问题,提出一种... 同时定位与建图(SLAM)算法在有运动目标的情况下存在定位精度下降的问题,而引入实例分割等算法虽然可以应对动态场景,但难以保证SLAM算法的实时性,且在运动时相机抖动会导致关键帧选择不准确和跟踪易丢失的问题。针对上述问题,提出一种基于动态特征点滤除与关键帧选择优化的ORB-SLAM2算法,以保证SLAM算法的实时性,并有效减少动态特征点对SLAM算法定位精度的影响,同时应对由相机抖动造成的关键帧选择不准确的问题。所提算法通过在ORB-SLAM2算法的基础上引入YOLOv5算法识别运动目标,在跟踪线程滤除动态目标特征点,从而兼顾算法的实时性与定位精度。同时,在选择关键帧上提出一种基于帧间相对运动量的判别准则,从而提高关键帧选择的准确性。在freiburg3_walking_xyz数据集的上实验结果表明,与ORB-SLAM2算法相比,所提算法的平均耗时减少了38.54%,绝对轨迹误差中的均方根误差(RMSE)精度提高了95.2%。可见,所提算法能有效解决上述问题,提升SLAM算法的定位精度和准确性,进而提升地图的可用性。 展开更多

关键词 视觉同时定位与建图 动态场景 orb-slam2 关键帧选择 YOLOv5

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基于改进ORB-SLAM2算法的动态特征点剔除

10

作者 周晓睿 杨磊 +2 位作者 娄莉娟 宋欣 陈江涛 《天津农学院学报》 CAS 2024年第1期88-94,共7页

随着SLAM系统的不断发展,人们对定位服务的要求越来越高,提高定位精度是一直以来不断研究的课题。为了能以更高定位精度的方式来获取图像中的语义信息,本文首先通过对比One stage算法中的网络模型选用了YOLOV5网络模型对目标物体进行检... 随着SLAM系统的不断发展,人们对定位服务的要求越来越高,提高定位精度是一直以来不断研究的课题。为了能以更高定位精度的方式来获取图像中的语义信息,本文首先通过对比One stage算法中的网络模型选用了YOLOV5网络模型对目标物体进行检测和识别,提出一种基于动态区域内剔除动态特征点的SLAM算法,利用训练的网络提取图像中语义信息并对动态目标特征点进行剔除,在公开TUM数据集上进行验证,通过对比真实轨迹和本文算法的估计轨迹来进行误差分析。试验结果表明,本文提出的改进算法相对位移误差的均方根误差减小了97.83%,相对旋转误差的均平方根误差减小了96.80%。 展开更多

关键词 orb-slam2 目标检测 语义信息 SLAM系统 动态区域

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改进ORB-SLAM2算法的关键帧选取及地图构建研究 被引量：10

11

作者 徐武 高寒 +3 位作者 王欣达 张强 秦浩然 吴庆畅 《电子测量技术》 北大核心 2022年第20期143-150,共8页

针对传统ORB-SLAM2算法精度较低、图片帧跟踪容易丢失的问题,以及没有构建稠密点云地图与OctoMap的问题,原本构建的稀疏点云地图不能直接应用于机器人的三维路径规划。在传统ORB-SLAM2算法基础上,对关键帧的选取进行了改进。首先,在传统... 针对传统ORB-SLAM2算法精度较低、图片帧跟踪容易丢失的问题,以及没有构建稠密点云地图与OctoMap的问题,原本构建的稀疏点云地图不能直接应用于机器人的三维路径规划。在传统ORB-SLAM2算法基础上,对关键帧的选取进行了改进。首先,在传统的ORB-SLAM2算法的基础上,在相邻图像帧间添加相对运动量的综合变换因数,并添加帧间特征点跟踪来提高关键帧选取的准确性;然后,使用已选取关键帧进行稠密点云地图与OctoMap的构建;最后,在TUM数据集上进行验证,并基于真实环境进行物理测试。实验结果表明,改进的关键帧选取方法在保证关键帧选取的准确性和快速性的前提下,可以增加ORB-SLAM2算法定位精度,有效的缓解了图片帧跟踪易丢失问题,并且构建的八叉树地图可直接用于机器人的三维路径规划。 展开更多

关键词 orb-slam2算法 关键帧选取 相对运动量 八叉树地图

原文传递

局部自适应图像增强的ORB-SLAM2算法 被引量：2

12

作者 李宪华 田硕宇 宋韬 《安徽理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2022年第5期15-23,共9页

针对ORB-SLAM2在低照度、低纹理环境下的系统漂移误差较大和鲁棒性不足的问题,提出了一种基于自适应伽马变换的局部图像增强算法。首先,为了实现对图像低光部分的快速识别,将每一帧分解为若干个小图像块,根据亮度和对比度将图像块进行划... 针对ORB-SLAM2在低照度、低纹理环境下的系统漂移误差较大和鲁棒性不足的问题,提出了一种基于自适应伽马变换的局部图像增强算法。首先,为了实现对图像低光部分的快速识别,将每一帧分解为若干个小图像块,根据亮度和对比度将图像块进行划分,对其中照度较好的部分使用固定阈值直接提取特征点;其次,针对复杂的低光环境,设计了基于自适应伽马值的局部图像增强算法,对复杂低光部分进行不同程度的图像增强后再提取特征点;最后,在EUROC数据集中对改进后的算法进行测试。结果表明,改进的算法能在计算时间增加不明显的情况下,在低光环境下提取出更多的特征点,整体系统漂移误差降低了17%,在低光部分的最大系统漂移误差降低了57%,有效地提高了低光环境下系统的精度和鲁棒性。 展开更多

关键词 orb-slam2 图像增强 自主移动机器人

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基于YOLOv7-mask和ORB-SLAM2的语义八叉树地图构建 被引量：1

13

作者 林义忠 谢震鹏 《机床与液压》 北大核心 2023年第23期86-91,共6页

针对传统视觉SLAM构建的地图不具有语义信息的问题,提出一种基于深度学习算法的八叉树地图构建方法。该方法采用YOLOv7-mask对图像进行实例分割,得到像素所属类别信息,生成语义灰度图,并结合ORB-SLAM2,将新关键帧投影生成语义点云地图,... 针对传统视觉SLAM构建的地图不具有语义信息的问题,提出一种基于深度学习算法的八叉树地图构建方法。该方法采用YOLOv7-mask对图像进行实例分割,得到像素所属类别信息,生成语义灰度图,并结合ORB-SLAM2,将新关键帧投影生成语义点云地图,最终将语义点云地图转换成语义八叉树地图进行存储。通过搭建实验平台,构建了不同状况下实验室场景的语义八叉树地图,验证了所提方法的可行性。 展开更多

关键词 深度学习 YOLOv7-mask orb-slam2 语义八叉树地图

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ORB-SLAM2车载双目视觉的自主导航性能评估 被引量：6

14

作者 沈燕芬 张小红 朱锋 《导航定位学报》 CSCD 2018年第2期29-35,共7页

针对全球定位系统用于车载导航在复杂环境下定位精度较低、低成本惯导漂移明显等问题,给出ORB-SLAM2用于车载双目视觉自主导航的原理和方法,介绍特征匹配与提取及位姿估计优化部分的关键技术,评估采用不同轨迹、不同运动状态的车载数据... 针对全球定位系统用于车载导航在复杂环境下定位精度较低、低成本惯导漂移明显等问题,给出ORB-SLAM2用于车载双目视觉自主导航的原理和方法,介绍特征匹配与提取及位姿估计优化部分的关键技术,评估采用不同轨迹、不同运动状态的车载数据的性能,重点分析ORB-SLAM2整体的定位定姿精度、累积误差随距离的变化以及回环检测对车载定位定姿的影响。实验结果表明:持续的动态物体干扰会对ORB-SLAM2整体的导航精度有所影响;无回环探测时,位置误差随行驶距离呈现明显的1%线性发散,成功的回环检测能够有效抑制位置姿态误差的发散并提高其精度,定位精度保持在2m左右。 展开更多

关键词 orb-slam2 自主导航 性能评估 双目视觉

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基于深度相机的ORB-SLAM2在矿井救援空间构建应用 被引量：2

15

作者 贯怀光 杨鹏 +1 位作者 吕文生 王璟 《东北师大学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第2期89-98,共10页

矿井在发生安全事故时,由于井下空间条件不确定,救援人员很难到达矿井地下.为了解决这一问题,搭建可实现空间构建且能适应潮湿、粉尘等环境的小型轻量化矿井救援机器人,以获取矿井非现场物理空间信息.选择基于深度相机的ORB-SLAM2作为... 矿井在发生安全事故时,由于井下空间条件不确定,救援人员很难到达矿井地下.为了解决这一问题,搭建可实现空间构建且能适应潮湿、粉尘等环境的小型轻量化矿井救援机器人,以获取矿井非现场物理空间信息.选择基于深度相机的ORB-SLAM2作为实时框架,框架由图像预处理、跟踪、局部建图、闭环组成.在图像预处理中,通过图像金字塔、灰度质心法实现ORB特征的旋转和尺度不变性.在跟踪线程中,通过基于参考关键帧方法、恒速关键帧方法、重定位方法进行粗糙跟踪,再通过局部地图跟踪进行精确跟踪,估计关键帧的位姿姿态.在局部线程中,进行插入和剔除冗余关键帧,通过共视图方法生成更多的地图点.在闭环线程中,检测是否存在相同信息,通过sim3相似变换进行闭环校正.使用TUM数据集对算法进行仿真测试,采用EVO测试RMSE误差在0.004~0.043 m范围内,定位精度可达到厘米级.借助矿井救援机器人试验平台,利用结构光相机的ORB-SLAM2的方法生成真实空间三维模型,对空间构建效果进行研究与应用,为矿山救援井下智能巡检装备提供方法. 展开更多

关键词 矿井救援 点云构建 orb-slam2 RGB-D 机器人

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基于单目ORB-SLAM2算法的煤矿搜救机器人定位研究 被引量：13

16

作者 尚磊 王杰 +1 位作者 宋尊师 李洪兵 《机床与液压》 北大核心 2020年第11期49-52,共4页

煤矿生产中,瓦斯爆炸,塌方等事故时有发生,煤矿事故发生后,为了能够快速地确定伤者的位置从而进行救援,利用开源单目ORB-SLAM2算法,结合现有移动机器人平台,对移动机器人进行定位研究。分别在光线充足和有辅助光源的黑暗条件下进行模拟... 煤矿生产中,瓦斯爆炸,塌方等事故时有发生,煤矿事故发生后,为了能够快速地确定伤者的位置从而进行救援,利用开源单目ORB-SLAM2算法,结合现有移动机器人平台,对移动机器人进行定位研究。分别在光线充足和有辅助光源的黑暗条件下进行模拟实验,得出了移动机器人的运动轨迹,为实际井下救援过程中的定位提供了数据基础。 展开更多

关键词 orb-slam2 定位 煤矿生产 搜救机器人

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改进ORB特征提取算法的ORB-SLAM2定位研究 被引量：7

17

作者 季莘翔 王宇钢 林一鸣 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2023年第11期60-64,共5页

针对ORB(oriented fast and rotated brief)算法提取图片特征时存在的特征点分布不均匀问题,提出了一种改进的ORB算法。通过密度峰值聚类算法计算四叉树分割后的各区域特征点密度峰值,并对密度峰值高的区域使用四叉树多次分割;同时在初... 针对ORB(oriented fast and rotated brief)算法提取图片特征时存在的特征点分布不均匀问题,提出了一种改进的ORB算法。通过密度峰值聚类算法计算四叉树分割后的各区域特征点密度峰值,并对密度峰值高的区域使用四叉树多次分割;同时在初始阈值(iniThFAST)和最小阈值(minThFAST)中加入中间阈值(middleThFAST),提高特征点灰度值差值,减少冗余特征点提取,提高图片特征点均匀性。对特征点提取与匹配进行了实验验证,结果表明改进算法对比传统ORB算法在均匀度和匹配效率方面均有明显提升。结合ORB-SLAM2定位实验表明,改进算法的定位精度平均提高16.6%,每帧追踪时间平均减少12.4%,有效保证实际定位过程的精确性和实时性。 展开更多

关键词 密度峰值聚类 ORB算法 特征提取 orb-slam2 定位精度

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基于改进ORB-SLAM2的果园喷药机器人定位与稠密建图算法 被引量：12

18

作者 丛佩超 崔利营 +3 位作者 万现全 李佳星 刘俊杰 张欣 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期45-55,共11页

针对果园喷药机器人视觉导航过程中定位精度低、地图构建效果差等问题,本文提出一种新的视觉定位与稠密建图算法。该算法基于ORB-SLAM2算法架构,首先,通过优化FAST角点、描述子阈值,并采取图像金字塔法与高斯滤波算法,剔除劣质ORB特征点... 针对果园喷药机器人视觉导航过程中定位精度低、地图构建效果差等问题,本文提出一种新的视觉定位与稠密建图算法。该算法基于ORB-SLAM2算法架构,首先,通过优化FAST角点、描述子阈值,并采取图像金字塔法与高斯滤波算法,剔除劣质ORB特征点,以提升图像关键帧质量和特征匹配精度。其次,引入稠密建图线程,利用点云恢复算法、统计滤波方法形成点云队列,采取点云拼接技术与体素滤波算法输出稠密点云地图,并在ORB-SLAM2算法的ROS节点中增加关键帧输出接口与位姿发布话题,通过NeedNewKeyFrame函数选取ORB-SLAM2算法所生成的关键帧,减少系统计算量。最终,由RGB-D相机实现果园喷药机器人的精准定位与稠密建图。为验证本文算法的有效性与实用性,进行TUM数据集仿真分析与真实场景测试,结果表明:相较ORB-SLAM2算法,本文算法的绝对轨迹平均误差降低44.01%、相对轨迹平均误差降低7.93%,ORB特征点匹配数量平均提升19.03%,定位精度与运行轨迹效果均有显著提升,此外,还能获取较高精度的果园喷药机器人工作场景信息。本文算法可为果园喷药机器人的自主导航提供理论基础。 展开更多

关键词 果园 喷药机器人 orb-slam2 高斯滤波 精准定位 稠密建图

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基于ORB-SLAM2的实时网格地图构建 被引量：12

19

作者 陆建伟 王耀力 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2019年第10期3124-3127,3131,共5页

针对目前视觉SLAM(同时定位与地图构建)系统只能输出相机的运动轨迹图而不能生成用于路径规划和导航地图的缺点,提出了一种基于ORB-SLAM2的网格地图实时构建算法。首先,建立了一个适用于视觉SLAM的逆传感器模型(inverse sensor model,IS... 针对目前视觉SLAM(同时定位与地图构建)系统只能输出相机的运动轨迹图而不能生成用于路径规划和导航地图的缺点,提出了一种基于ORB-SLAM2的网格地图实时构建算法。首先,建立了一个适用于视觉SLAM的逆传感器模型(inverse sensor model,ISM);针对ISM模型重新编排了网格地图算法的构建机制,并对其进行详细推导;最后,介绍了ORB-SLAM2网格地图构建的具体实施方案。通过实验,对ISM模型和网格地图模型进行分析,确保了算法的可行性;用单目相机和RGB-D深度相机进行实时实验,实现了网格地图的实时构建,且能够清晰地显现出障碍物位置,验证了所提算法的有效性。 展开更多

关键词 orb-slam2 逆传感器模型 网格地图 RGB-D相机

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基于改进关键帧选择的ORB-SLAM2算法 被引量：7

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作者 张洪 于源卓 邱晓天 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期45-52,共8页

针对同时定位与建图(SLAM)算法精度不高且跟踪易失败的问题,提出了一种改进关键帧选择的ORB-SLAM2算法。通过ORB-SLAM2算法计算帧间相对位姿;在原有算法的基础上,增加旋转与平移量作为判定依据,决定是否创建新关键帧;针对移动机器人所... 针对同时定位与建图(SLAM)算法精度不高且跟踪易失败的问题,提出了一种改进关键帧选择的ORB-SLAM2算法。通过ORB-SLAM2算法计算帧间相对位姿;在原有算法的基础上,增加旋转与平移量作为判定依据,决定是否创建新关键帧;针对移动机器人所安装的相机与机器人产生相对运动引发误拍摄,导致劣质关键帧生成的问题,设计了劣质关键帧剔除算法;基于RGB-D数据集与自主研发的移动机器人进行了实验验证。实验结果表明:改进的关键帧选择算法能够准确及时地选择关键帧,最优情况下定位误差约为原误差的51.9%,有效消除了相机与机器人之间相对运动产生的影响,直线误差仅为原误差的82.1%。改进算法能够有效提高定位精度,减少跟踪失败。 展开更多

关键词 移动机器人 orb-slam2 关键帧选择 劣质关键帧剔除 定位精度

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