嵌入式平台上的三维重建算法研究
2018-08-28 09:13:04朱志超程文凯
机械设计与制造
2018年8期
蒋 林，郭 晨，朱志超，程文凯
1 引言
随着科学技术的发展，二维图像包含的信息已不能满足人们的需要，因此对真实场景的三维重建越来越受到广大学者的关注。在三维重建中机器人位姿的实时精确估计主要依靠轮式里程计、惯性测量单元、全球定位系统和视觉里程计等[1]。视觉里程计是其中重要的一种位姿估计方法。文献[2]提出了一种基于光一致性假设的视觉里程计方法（DVO，densevisual odometry）提高了位姿估计的精度和鲁棒性。文献[3]借鉴立体视觉里程计流程设计了一套基于Kinect的视觉里程计系统（FOVIS，fast odometry from vision）仅利用深度信息对相机位姿进行快速估计。文献[4]提出了一种帧到模型的视觉里程计方法（FOV，fast visual odometry），实现了数据集和模型集的快速配准。
然而，现有的三维重建中视觉里程计的算法主要在PC机上运行。虽然在PC机上已经获得较好的结果[5]，但是当这些算法移植到嵌入式平台后，效果就不太理想或者无法实现功能。随着机器人技术的发展，越来越多的三维重建需要在嵌入式平台进行实现。
利用移动机器人搭载的视觉传感器获取序列图像并进行提取特征点，然后对不同运动方式下获取的特征点分别采用不同的算法进行处理，简化移动机器人平台的位姿算法，可以降低计算量并同时满足精度要求。通过离线数据集进行离线实验和真实环境的机器人在线实验验证了提出的位姿估计方法的有效性。
2 移动机器人的运动和几何关系分析
2.1 室内机器人工作环……
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