47、基于视觉的SLAM与移动物体跟踪

基于视觉的SLAM与移动物体跟踪

1. 引言

在视觉领域，基于视觉的同步定位与地图构建（SLAM）以及移动物体跟踪是重要的研究方向。本文将详细介绍一种相关的方法，该方法通过精心选择的点来保留环境结构和地图信息，实现相机定位，同时能够识别和跟踪前景中的移动物体。

2. 预备知识

• 点云表示 ：考虑由彩色3D点 $p = (D(p), C(p))$ 组成的点云 $P$，其中 $D(p)$ 表示点 $p$ 在某个坐标系中的3D坐标，$C(p)$ 表示其关联的颜色。为了基于颜色值比较点，将颜色表示在YUV空间，并在UV维度进行比较，以减少亮度变化的影响。
• 距离定义 ：对于两个3D点 $p$ 和 $q$，定义它们在空间中的距离为 $DE(p, q) = ||D(p) - D(q)||_2$，在颜色上的距离为 $DC(p, q) = ||C(p) - C(q)||_2$。
• 兼容性定义 ：
  • 深度兼容性 ：给定一个点 $p$ 和点云 $P$，如果在 $P$ 中存在一个点 $q$ 与 $p$ 的距离在阈值 $\tau_d$ 之内，则称 $p$ 与 $P$ 深度兼容，用布尔函数表示为：
    [DC(p, P) =
    \begin{cases}
    1, & \exists q \in P : DE(p, q) < \tau_d \
    0, & \text{otherwise}
    \end{cases