RGB-D相机位姿估计不确定性与观测参数化分析

作者：马鑫^*; 梁新武

来源：机器人, 2021, 43(01): 54-73.

DOI：10.13973/j.cnki.robot.200026

• 同时定位与地图构建(SLAM)
• 位姿估计不确定性
• 观测参数化
• RGB-D

针对基于RGB-D相机的位姿估计问题,根据最大似然估计和协方差传播规律,分析了ICP(迭代最近点)与PnP(n点透视)两种算法的位姿估计不确定性;并从数据关联的角度探究了2种算法在实际应用中的差异.此外,对比了不同的特征观测参数化形式对视觉里程计定位精度的影响,并提出了一种参数化方法.基于ICP与PnP算法的区别与联系,提出RGB-D SLAM (同步定位与地图创建)系统中2种PnP算法的切换策略,并在优化问题中根据观测的不确定性对各误差项赋予不同权重.在两大公开数据集上的实验表明,与主流RGB-D SLAM算法相比本文所提算法在弱纹理、相机快速运动和动态物体等多种场景下具有更高的定位精度和鲁棒性.同时,本文所提算法的时间效率较ORB-SLAM2算法提高了约10%.

• 单位
  上海交通大学; 航天学院