30、基于ORB - SLAM2的示教 - 重复系统解析

基于ORB - SLAM2的示教 - 重复系统解析

一、引言

示教 - 重复任务分为示教阶段和导航阶段。在示教阶段，手动控制机器人沿着期望路径移动，机器人会创建环境地图或存储轨迹信息；在导航阶段，机器人自主地沿着示教的路径移动。该任务可以借助多种传感器完成，如简单的车轮编码器、相机或卫星导航系统。本文介绍的系统仅基于单目相机。

相机具有诸多优势，它可以在室内、室外或水下环境中工作，而卫星系统仅适用于室外环境。此外，相机易于获取，并且与车轮里程计相比，相机系统抗漂移能力更强。不过，相机的难点在于从相机图像中获取空间信息，并将其用于匹配不同图像中的相同位置。由于光照、天气、季节变化或移动物体的影响，常见环境的外观会发生改变，因此系统需要具备对这些情况的鲁棒性，以实现长期自主运行。

本文提出了一种新的示教 - 重复系统，它基于先进的同时定位与地图构建（SLAM）系统ORB - SLAM2。该系统在示教阶段创建地图，并将其与示教轨迹一起保存。在导航阶段，机器人根据SLAM定位结果沿着轨迹移动。在实验部分，将该系统与基于外观的SSM - Nav示教 - 重复系统进行了比较。

二、技术现状

2.1 ORB - SLAM2

ORB - SLAM2是一个先进的开源SLAM系统，支持单目、双目和RGB - D相机，它是在仅适用于单目相机的ORB - SLAM基础上发展而来的。这是一个基于特征的系统，使用ORB特征来创建地图并确定相机位置。该系统通过三个并行计算线程运行，分别用于定位、建图和回环检测。

• 定位线程 ：返回相机的当前位置。它与建图和回环检测线程分离，