SLAM学习:视觉SLAM框架

本文详细介绍了视觉SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)的经典框架,包括视觉里程计、后端优化、回环检测和建图四个关键步骤。视觉里程计通过图像估计相机运动,但会累积误差;后端优化通过回环检测信息校正轨迹,减少漂移;回环检测用于检测机器人是否回到已知位置,消除累积误差;建图则根据轨迹创建地图,地图形式多样,包括度量地图和拓扑地图。

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视觉SLAM经典框架


                                          图1 整体视觉SLAM流程图

整个视觉SLAM流程包括以下步骤:

  1. 传感器信息读取。在视觉SLAM中主要为相机图像信息的读取和预处理。如果是在机器人中,还可能有码盘、惯性传感器等信息的读取和同步。
  2. 视觉里程计(Visual Odometry,VO)。视觉里程计的任务是估算相邻图像间相机的运动,以及局部地图的样子。VO又称为前端(Front End)。
  3. 后端优化(Optimization)。后端接受不同时刻视觉里程计测量的相机位姿,以及回环检测的信息,对它们进行优化,得到全局一致的轨迹和地图。由于接在VO之后,又称为后端(Back End)。
  4. 回环检测(Loop Closing)。回环检测判断机器人是否到达过先前的位置。如果检测到回环,它会把信息提供给后端进行处理。
  5. 建图(Mapping)。它根据估计的轨迹,建立与任务要求对应的地图。
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