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鲁棒多层空间结构SLAM方法
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Robust Multi-layer Spatial Structures SLAM
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    摘要:

    在机器人的同时定位与建图(simultaneous localization and mapping, SLAM)方法中, 视觉方案在纹理不足的室内场景中稳定性差, 使用结构化假设能够缓解上述问题, 但如果室内场景不严格满足结构化假设, 则将导致错误的位姿估计. 更加通用的结构化假设以及更可靠的回环检测方法有助于解决上述问题, 以提高室内场景视觉定位的鲁棒性. 为此提出了一种鲁棒的多层空间结构假设视觉SLAM方法. 该方法利用场景中的结构化信息, 使用主方向约束定义场景来辅助定位, 同时使用轻量级的结构化假设回环来降低累积漂移, 以构建一种高鲁棒性、低漂移的同时定位建图算法. 我们通过实车数据和开源数据集进行了大量试验, 试验结果表明, 与其他开源方法相比本文方法具有更高的定位鲁棒性和精度表现. 所述回环检测方法具有更高的检测率, 回环的场景下定位精度平均提升31.8%.

    Abstract:

    In the simultaneous localization and mapping method of robots, the visual scheme has poor stability in indoor scenes with insufficient texture, and the use of structured assumptions can alleviate the above problems. However, if the indoor scene does not strictly meet the structured assumptions, it will lead to greater pose drift. More general structural assumptions and more reliable loopback detection methods can help solve the above problems and improve the robustness of indoor scene visual positioning. To this end, this paper proposes a robust multi-layer spatial structure assumption visual SLAM method. This method makes full use of the structured information in the scene, uses the main direction constraint to define the scene to assist the positioning, and uses a lightweight structured hypothesis loopback to reduce the cumulative drift, so as to construct a high robustness and low drift simultaneous localization mapping algorithm. We conduct a large number of experiments on real vehicle data and open source data sets. The experimental results show that the proposed method has higher positioning robustness and accuracy performance than other open source methods. The loopback detection method has a higher detection rate, and the positioning accuracy in the closed-loop scene is improved by 31.8% on average.

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秦洪懋 ,燕龙叶 ,黄圣杰 ,张润邦 ,郭瑾朋 ,周云水 ?.鲁棒多层空间结构SLAM方法[J].湖南大学学报:自然科学版,2025,52(12):154~163

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  • 在线发布日期: 2026-01-06
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