3DGS（三维高斯散射）与SLAM技术结合的应用

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3DGS（三维高斯散射）与SLAM（即时定位与地图构建）技术的结合，为动态环境感知、高效场景建模与实时渲染提供了新的可能性。以下从技术融合原理、应用场景、优势挑战及典型案例展开分析：

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一、核心融合原理

1. 3DGS在SLAM中的角色

• 场景表示：替代传统点云或体素地图，通过高斯函数集合显式建模场景几何与外观。
• 动态建模：通过时间参数化高斯（如位置、协方差随时间变化），实时跟踪运动物体。
• 可微渲染：支持端到端优化，联合优化相机位姿（SLAM前端）与场景表示（SLAM后端）。

2. 结合框架示例

• 前端：传统视觉/LiDAR里程计估计初始位姿。
• 后端：基于3DGS的稠密地图构建，通过可微渲染优化位姿与高斯参数。
• 动态处理：对移动物体分配独立高斯集，通过光流或目标检测约束其运动轨迹。

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二、典型应用场景

1. 动态环境SLAM

• 挑战：传统SLAM在行人、车辆等动态场景中易失效。
• 3DGS方案：
  • 为静态背景与动态物体分别建模高斯集合。
  • 通过时序优化分离静态/动态高斯参数（如动态高斯的位移场）。