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室外环境下移动机器人视觉SLAM算法改进


2 0 1 3 年 8 月  第3 4 卷 第 8 期  计算机 工程与设计  COM P UTER  ENGI NEE RI NG  AND  DES I GN  Au g .2 0 1 3   Vo 1 . 3 4   No . 8   室 外环境下移动机器人视觉 S L A M 算法改进  吴俊 君  ,胡 国生  ( 1 .广 东食 品药品职 业 学院 基 础部

,广 东 广 州 5 1 0 5 2 0 ;   2 .华 南理 工大 学 机械 与 汽车工程 学院 ,广 东 广州 5 1 0 6 4 0 )   摘 要 :闭环探测效率不 高、视 觉节点冗余度 大制 约着移动机 器人视 觉导航 系统的性能 。为 了解 决这个 问题 ,从 两个方面  对视 觉 s I   AM 算 法的关键 环节进行 了改进 :在机 器人导航 的闭环探测环节采用 了一种新 的场景相似性测量方法 ,有效地提  高 了闭环探测 的效 率;在视 觉节点的生成环节 ,算法采 用了场景之 间共有信 息量减 少的减量式 节点探 测方法 ,有效地 降低  了地 图节点的冗余度 。仿真和移动机 器人 实验 对方法的有效性和 实时性进行 了验证 ,实验结果表 明,移动 机器人在视 觉导  航过程 中,闭环探测的有效性达到 9 9   以上 ,平均计算 时间为 0 . 0 3 s , 地 图节点冗余度为 0 ,使得导航 系统在 闭环探 测和构  建的地图质量两个方面的性 能得到 了进一步的提升 。   关键 词 :视 觉 导航 ;场 景 相 似 性 ;闭 环探 测 ;视 觉 节 点 ;地 图构 建  中图法分 类号 : T P 2 4 2   文献标识 号 : A   文章编号 : 1 0 0 0 — 7 0 2 4( 2 0 1 3 )0 8 — 2 8 9 2 — 0 5   I mp r o v e d   v i s u a l   S LAM   a l g o r i t h m  o n   mo b i l e   r o b o t   i n   o u t d o o r   e n v i r o n me n t s   W U  J u n - j u n   ~,HU  G u o — s h e n g   ( 1 .Fu n d a me n t a l s   De p a r t me n t ,Gu a n g d o n g   Fo o d   a n d   Dr u g   Vo c a t i o n a l   Co l l e g e ,Gu a n g z h o u   5 1 0 5 2 0 ,C h i n a ;   2 .S c h o o l   o f   Me c h a n i c a l   a n d   Au t o mo t i v e   E n g i n e e r i n g ,S o u t h   Ch i n a   Un i v e r s i t y   o f   Te c h n o l o g y ,Gu a n g z h o u   5 1 0 6 4 0,Ch i n a )   Ab s t r a c t :B o t h   l o w  e f f i c i e n c y   o f   l o o p   c l o s u r e   d e t e c t i o n   a n d   h i g h   r e d u n d a n

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