81、移动机器人上支持定位服务的视觉 SLAM 系统

移动机器人上支持定位服务的视觉 SLAM 系统

1. 研究背景

为视障人士提供定位和导航辅助工具在自主机器人领域备受关注。目前，多数工作聚焦于利用不同传感器（如 GPS、激光、RFID、视觉等）或多传感器融合的定位数据，寻找高效的定位解决方案。

• GPS 定位系统 ：Loomis 等人对基于 GPS 的视障人士导航系统进行了效率评估。这类系统存在精度问题，在城市环境中定位精度约为 20 米，且会因多径效应、建筑物或植被遮挡导致信号丢失。
• RFID 定位系统 ：Kulyukin 等人提出了基于 RFID 的室内视障人士导航系统，但该系统需要设计密集的位置标识符网络。
• 无线行人导航系统 ：Helal 等人提出的无线行人导航系统，整合了语音、无线网络、地理信息系统（GIS）和 GPS 等信号，为视障人士提供优化路线。

近年来，计算机视觉技术的发展为已知或未知环境中的定位和导航服务带来了显著改进。基于视觉的方法不仅能提供安全导航，还能对环境进行丰富而有价值的描述。例如，LocateIt 应用程序可帮助盲人在室内环境中定位物体；ShelfScanner 能实时检测购物清单上的商品。

在视觉映射和定位方面，Alcantarilla 利用 SLAM 和 SfM 技术创建室内环境的 3D 地图，并使用视觉描述符标记局部坐标；Lui 等人则利用预先捕获的环境参考序列进行定位。此外，还有一些基于视觉 SLAM 的可穿戴应用，如 Pradeep 等人的头戴式立体视觉平台用于检测障碍物，Murali