基于全景分割与多视图几何的动态SLAM方法
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1.南京信息工程大学;2.中国人民解放军海军大连舰艇学院

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中图分类号:

TP391.9,TN98

基金项目:

空间智能控制技术重点实验室稳定支持基金(HTKJ2023KL502020) 江苏省现代农机装备与技术示范推广项目(NJ2023-19) 江苏省农业科技自主创新资金(CX(23)3143)


A dynamic visual SLAM approach based on panoptic segmentation and multi-view geometry
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    摘要:

    在SLAM系统估计相机位姿时,大量运动物体的特征点参与特征跟踪线程导致算法准确性和鲁棒性下降,因此如何高效准确地剔除场景中的动态物体尤为重要。现有的动态视觉SLAM算法在处理动态物体时可能漏检或是错误地将静态物体识别为动态物体并将其剔除,引发静态特征点数量不足的问题,进而影响SLAM系统的稳定性和精度。因此提出一种基于全景分割与多视图几何的视觉SLAM方法,该算法使用全景分割FPN网络准确识别分割图像中的所有物体,剔除先验动态特征点并尽可能多地保留静态特征,在此基础上使用融合图像金字塔的LK光流法实现光流跟踪并剔除平行动态特征点,潜在的动态特征点则采用基于动态概率的多视图几何法更有效地对其剔除,避免了动态特征点漏检的情况,实现对场景中动态物的全面筛查以提高系统精度。在系统构建的稀疏点云的基础上实现对语义地图与八叉树地图的构建。实验使用TUM RGB-D数据集验证系统定位精度,结果表明,与ORB-SLAM2相比,本算法在所有序列的绝对轨迹误差的均方根误差(RMSE)平均降低了84.34%,显著提升了系统的鲁棒性和准确性,并且构建两种可用于SLAM上层任务的地图,具有一定的使用价值。

    Abstract:

    When the SLAM system estimates the camera position, a large number of feature points of moving objects participate in the feature tracking thread leading to a decrease in the accuracy and robustness of the algorithm, so how to efficiently and accurately reject the dynamic objects in the scene is particularly important. Existing dynamic vision SLAM algorithms may miss detecting or incorrectly recognize static objects as dynamic objects and reject them when dealing with dynamic objects, which triggers the problem of insufficient number of static feature points, thus affecting the stability and accuracy of the SLAM system. Therefore, this paper proposes a visual SLAM method based on panoptic segmentation and multi-view geometry, which uses panoptic segmentation FPN network to accurately recognize all objects in the segmented image, rejects a priori dynamic feature points and retains as many static features as possible, based on which LK optical flow method with fused image pyramid is used to realize optical flow

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  • 收稿日期:2024-07-24
  • 最后修改日期:2024-10-18
  • 录用日期:2024-10-25
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