单目视觉的同时三维场景构建与定位算法.pdfVIP

第 28 卷 　第 5 期 光 　学 　学 　报 Vol . 28 , No . 5 2008 年 5 月 AC TA OP TICA SIN ICA May , 2008 文章编号 :(2008) 单 目视觉的同时三维场景构建和定位算法 沈晔湖 　刘济林 　杜 　歆 (浙江大学信息与电子工程学系 , 浙江 杭州 3 10027) 摘要 　同时场景构建和定位算法是机器人自主导航的重要组成部分 。针对传统算法不能应用于室外环境和缺乏 定量分析的缺点 ,提出了一种单摄像机恢复场景三维结构和摄像机位姿的新算法 。提出了视频序列关键帧提取方 法 ,降低了运算复杂度 ;利用特征点对和摄像机内参量计算场景三维结构和关键帧的位姿并提出一种估计关键帧 位姿的简便方法 ;最后 ,提出一种兼顾优化效果和运算复杂度的自适应光束法平差算法优化场景结构和摄像机位 姿 ,并生成适于机器人导航的数字高程图。室内和室外多种场景下的定量和定性实验结果表明 ,绕行误差低于 4 % ,该算法能够接近实时准确实现同时场景构建和摄像机定位 。 关键词 　光学测量 ; 同时场景构建和定位 ; 自适应光束法平差 ; 单 目视觉 中图分类号 　TP39 1 　　　文献标识码 : A S i m u l t a n e o u s Th r eeD i m e n s i o n a l E n vi r o n m e n t R ec o n s t r u ct i o n a n d L oc a l i z a t i o n b a s e d o n M o n oc u l a r V i s i o n Sh en Yehu 　L iu J ilin 　Du Xin ( Dep a r t m e n t of I n f or m a t i on Scien ce a n d Elect r on ic En gi n eer i n g , Zhej i a n g U n i ver si t y , Ha n gz h ou , Zhej i a n g 3 10027 , Ch i n a) A bs t r a ct 　Simult aneous localization and mapp in g ( SLAM ) is one of t he most imp or t ant comp onent s in r obot navigation . A novel SLAM algorit hm based on monocular vision is p r op osed t o over come t he difficulties in out door app lications and quantit at ive analysis wit h t r aditional met hods . Firstly , a key f r ame selection met hod is p r op osed t o r educe t he comp ut ational cost . Then t he t hr eedimensional ( 3D) st r uct ur e of t