基于雙目相機的SLAM回環檢測改進算法研究

朱 晨，王宇杰，郭 杭

(南昌大學 信息工程學院，江西 南昌 330031)

隨著社會與經濟快速發展，定位和導航在大眾生活和國家重要戰略中發揮著越來越重要的作用。例如災難救援[1-3]、工業生產[4-5]、家庭服務[6-8]等。但是由于衛星導航系統在室內等場景下，無法進行高精度定位，對于室內和室外衛星信號較弱的場景，同步定位與建圖(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)技術能夠有效地解決這一問題[9]。隨著近些年計算機視覺技術的不斷發展，以相機為傳感器的視覺SLAM技術受到了越來越多的關注[10]。視覺SLAM具有成本低、精度較高、采集的圖像信息豐富等優點，在室內外復雜和未知的環境下具有很強的適應性[10]，因為視覺定位技術利用豐富的信息在定位的同時還能夠進行環境感知(即為建圖)，可以將未知環境變成已知環境進行進一步處理。視覺定位技術系統具有圖像處理、跟蹤(Tracking)、建圖(Mapping)和回環檢測(Loop Closing)4個模塊[11]。

回環檢測是視覺定位技術中較為關鍵的一個部分[9]。視覺定位技術雖然能夠進行當前載體的實時位姿估計，但是從本質上來說是一種航跡推算算法，存在位姿誤差累積的問題。所以需要回環檢測算法消除與抑制累計誤差[10]?；谠~袋模型(Bag of Words，BoW)的回環檢測技術，在目前各種開源的視覺SLAM算法中被廣泛使用，其本質上是基于外觀的回環檢測算法[12]，通過圖像信息判斷當前場景是否是之前到達過的地點，實現位姿糾正。

隨著視覺SLAM在小型移動載體上應用越來越廣泛，近年來回環檢測出現了一些新的問題。……