基于局部仿射不变特征的移动机器人单目vSLAM研究

项目名称： 基于局部仿射不变特征的移动机器人单目vSLAM研究

项目编号： No.60905047

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 金属学与金属工艺

项目作者： 厉茂海

作者单位： 哈尔滨工业大学

项目金额： 18万元

中文摘要： 依靠视觉信息实现对环境的认知和建模是机器人研究领域的热点和难点，创建鲁棒的高质量环境地图是机器人实现自主导航和为人类提供各种智能服务的关键。本项目仅依靠里程计和单目视觉实现室内环境高质量仿射不变特征地图的创建。首先检测高斯差分图像尺度空间中的关键点，基于Gabor小波变换优化SIFT算子构造具有高区分性的低维特征向量，描述图像局部仿射不变特征，并用近似最近邻搜索算法实现特征对的快速匹配。其次提出一种无偏快速同时定位与地图创建方法，设计可靠的运动模型、观测模型和新提议分布，通过特征匹配、初始运动估计及路径滤波，确定帧间相对运动，并通过三角法直接重建特征三维位置。经过多次滤波，获得总体误差最小的运动参数与路标位置。同时探讨SLAM的数据关联和环形闭合约束等关键问题。最后通过自主导航和全局定位验证所创建地图的可靠性和有效性。本项目为未来新兴产业的发展提供自主知识产权的基础技术，具有重要实际意义。

中文关键词： 移动机器人；单目视觉；仿射不变特征；同时定位和地图创建；无偏卡尔曼滤波

英文摘要：

英文关键词： mobile robot；monocular vision；affine invariant features；simultaneous localization and；unscented kalman filter