打开视觉SLAM大门
时间:2023-05-31 08:07:00
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- 什么是SLAM?
- SLAM分类
- 视觉SLAM框架
- SLAM的数学描述
- 下一节预告
- ==非常感谢您的阅读==!
什么是SLAM?
SLAM同时定位和建图的全称
是指配备特定传感器的主体 没有环境先验信息在情况下,于运动过程中建立环境同时估计自己的模型运动。
你可以把自己当作主体,想象你在一个陌生的环境中,然后开始做你想做的事。我们环顾四周,四处走走,建立对周围环境的感知SLAM。
SLAM分类
SLAM按传感器不同的配置可配置激光SLAM、视觉SLAM与多传感器集成SLAM。
如果此主体搭载的是激光雷达传感器,则为激光SLAM。
如果主体配备相机,则为视觉SLAM。
如果主体除了配备上述传感器外,还配备了几种传感器,例如IMU、轮速计、GPS,毫米波雷达等,则为多传感器集成SLAM系统。事实上,人是一个非常完美的多传感器集成SLAM系统!
视觉SLAM框架
一个经典的SLAM框架如图所示。
经典SLAM框架
视觉SLAM传感器数据自然是一帧帧的图像流。从上图可以看出,经典的视觉SLAM系统主要包括前端、后端、回环检测和建图等四个模块。
**前端(又称视觉里程计)**处理传感器发送的每帧数据,估计相邻帧的位置,为后端优化提供初始位置。
后端优化前端发送的初始位置和回环检测信息,全局一致的轨迹和地图。
回环检测任务是判断运动主体是否在进行一段时间SLAM任务结束后,它回到了它们之间的位置,在消除累积误差方面起着重要作用。
建图根据估计轨迹,建立符合任务要求的地图。
SLAM的数学描述
我们可以把自己想象成一个SLAM系统。一定是对的SLAM系统有了一个感性的认识,本节将上升到理性层次,谈一谈SLAM数学模型。
“在观察周围环境的同时,我们走在一个陌生的环境中可用以下两个方程表示:
xk=f(xk-1,uk,wk) (1)
zk,j=h(yj,xk,vk,j) (2)
(1)表示我们一边走状态,叫运动方程;x表达了我们当时的位置,u它可以表示我们在某个时刻的速度,w是我们假设的噪音(因为任何传感器的测量都包含噪声)。运动方程的意思是我们在位姿xk-1时,以uk运动一步的速度,叠加噪音wk我们现在的姿势是xk。。
(2)表示我们观察周围环境“的状态,叫观测方程。y表示我们看到的世界路标点,z这些路标点在我们视网膜上的映射数据,v还是噪音。观察方程意味着我们的位置是xk看到周围的环境路标点yj,叠加噪声vk,j路标点映射到我们视网膜上的数据zk,j。
下一节预告
尽管我们知道视觉SLAM两个数学表示方程,但我还是不明白他是怎么表达的SLAM对于主体的位置和姿势,将机器人主体位置的表示放在下一节。