SLAM研究进展.ppt
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1、视觉SLAM研究2015.9 秋季学期组会报告清华大学导航中心高翔提纲SLAM基本概念SLAM是什么?为何要做SLAM?SLAM的现状?发展历程我的研究工作基于平面特征点的RGB-D SLAM基于SDA深度网络的回环检测技术基于CRF的RGB-D场景语义解析SLAM基本概念基本概念SLAM基本概念智能机器人技术应用:工业、家庭、商务案例:扫地机器人、家用机器人、无人机、智能手机、可穿戴设备任务:路径规划、人机交互、搬运、操作、定位与建图(SLAM)SLAM基本概念SLAM:Simultaneous Localization and MappingLocalization:定位Mapping:建
2、图SLAM基本概念定位建图Where am I?What is around me?相互依赖又互为因果的两个问题。SLAM基本概念Why SLAM?SLAM是机器人进入未知环境遇到的第一个问题。是路径规划及许多其他任务的前提。是实现机器人自主性的关键。SLAM基本概念未知环境指机器人没有先验知识的环境室内、室外均可简化环境物体为静态刚体机器人是环境中唯一能够运动的实体虽然有些过于简单,但是早期SLAM系统确实是建立在这些简化的假设之上。SLAM基本概念SLAM研究的现状?定位+建图基本理论已经成熟若干经典的实现方案正在开始应用到市场习大大:要把我国机器人水平提高上去,尽可能多地占领市场。201
3、4年两院院士大会SLAM基本概念SLAM基本概念SLAM基本概念SLAM发展历程发展历程SLAM发展历程史前:-1990EKF主导时期:1990-2005BA转型时期:2006-2010前沿:2010-SLAM发展历程史前:-1990未形成SLAM概念仅在地图已知的情况下研究定位问题例Leonard90,Leonard91根据已有的标记物进行定位已知地图SLAM发展历程EKF主导时期:1990-20051986-1990.Smith86Smith90首次清楚地定义Localization+Mapping问题提出以EKF模型求解SLAM,成为后十五年SLAM问题的主导模型EKF的优势对定位与建图
4、中的误差进行建模同时考虑两个问题模型简单,易于实现SLAM发展历程早期EKF SLAM举例:Leonard91,Castellanos98,Davison98,Newman99Castellanos98:Mobile Robot Localization and Map Building:A Multisensor Fusion Approach,PhD Thesis,1998.Sensor fusion:图像+LaserEKF框架Laser为主的定位SLAM发展历程21世纪:视觉SLAM的开端Davison98,Davison03,Se02,Chiuso02Se02:Mobile Robot
5、 Localization and Mapping with Uncertainty using Scale-Invariant Visual Landmarks,IJRR,2002.双目相机,特征点运动估计,EKF框架*作者在04年提出了SIFT特征,但在02年已经应用于机器人系统了。SLAM发展历程21世纪:视觉SLAM的开端Davison03:Real-Time Simultaneous Localisation and Mapping with a Single Camera,ICCV,2003单目相机,EKF框架最早的实时SLAM系统,成为之后许多单目系统的鼻祖*Davison本人也
6、是业界传说之一,领导帝国理工大学的机器人视觉组做出了很多前沿贡献。SLAM发展历程EKF局限性线性化假设平方复杂度数百个特征和姿态点稀疏路标地图滤波器的时间串行性质(sequential nature)对数据关联敏感难以实现闭环改进其他滤波器:PF,RBPF,IF,UKF,etc.BA方法:2006以后SLAM发展历程滤波器思路的改进粒子滤波器(PF)及RBPFGrisetti07.Fast and accurate SLAM with Rao-Blackwellized particle filters,RAS,2007.Sim07.A Study of the Rao-Blackwelli
7、sed Particle Filter for Efficient and Accurate Vision-Based SLAM,IJCV.FastSLAMMontemerlo02 FastSLAM:A factored solution to the simultaneous localization and mapping problem.AAAI.Hahnel03.An efficient FastSLAM algorithm for generating maps of large-scale cyclic environments from raw laser range measu
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