基于ORB关键帧匹配算法的机器人SLAM实现

被引：10

作者：

艾青林 ^{[1
]}

余杰 ^{[1
]}

胡克用 ^{[1
,2
]}

陈琦 ^{[1
]}

机构：

[1] 浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室

[2] 杭州师范大学钱江学院

来源：

机电工程 | 2016年 / 33卷 / 05期

关键词：

同时定位与地图构建; 特征点提取与匹配; 关键帧提取; 闭环检测;

D O I：

暂无

中图分类号：

TP242 [机器人];

学科分类号：

1111 ;

摘要：

针对复杂环境下机器人的同时定位与地图构建(SLAM)存在实时性与鲁棒性下降等问题,将一种基于ORB特征点的关键帧闭环检测匹配算法应用到定位与地图构建中。研究并分析了特征点提取与描述符建立、帧间配准、位姿变换估计以及闭环检测对SLAM系统的影响,建立了关键帧闭环匹配算法和SLAM实时性与鲁棒性之间的关系,提出了一种基于ORB关键帧匹配算法的SLAM方法。运用改进ORB算法加快了图像特征点提取与描述符建立速度;结合相机模型与深度信息,可将二维特征图像转换为三维彩色点云;通过随机采样一致性(RANSAC)与最近迭代点(ICP)相结合的改进RANSAC-ICP算法,实现了机器人在初始配准不确定条件下的位姿估计;使用Key Frame的词袋闭环检测算法,减少了地图的冗余结构,生成了具有一致性的地图;通过特征点匹配速度与绝对轨迹误差的均方根值对SLAM系统的实时性与鲁棒性进行了评价。基于标准测试集数据集的实验结果表明,ORB关键帧匹配算法能够有效提高SLAM系统建图速度与稳定性。

引用

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页数：8