基于光学成像模拟的视觉里程计方法

作者：祁航; 彭晓东; 马晓珊

来源：半导体光电, 2022, 43(04): 816-822.

DOI：10.16818/j.issn1001-5868.2022041902

• 光学成像模拟
• 光线追踪
• 位姿估计
• 视觉里程计
• 扩展卡尔曼滤波

针对视觉同步定位与建图(SLAM)算法前端漂移误差累积问题，提出基于光学成像模拟的视觉里程计方法。该方法利用稠密三维点云数据进行目标表面泊松重建及材质物理特性关联，依据光学物理特性和光线追踪原理构建基于物理模型的成像渲染引擎(PBRT),生成不同观测条件下的目标特性仿真图像；将目标特性仿真图像与光学相机拍摄图像进行配准与运动偏差恢复，并设计扩展卡尔曼滤波器(EKF)输出位姿状态最优估计值。通过原型系统研制与实验评估表明：该方法有效克服了传统方法漂移误差累积的问题，相较传统ORB-SLAM2算法前端定位精度提升了56%,为视觉里程计的设计提供了一种新的技术思路。

• 单位
  中国科学院国家空间科学中心; 中国科学院大学; 高等研究院