三维重建笔记_SLAM简介
1 引出
1.1 什么是SLAM?
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1.2 SLAM一些典型引用
增强现实:比如家具布置,虚拟装修,是否合适,直接购买下单;使用微软的 HoloLens 将游戏中的物体布置到实际场景中;
扫地机器人:上面有一个360度的全景镜头,拍照后三维重建,确定自己的位置,可以做路径跟踪,路径规划等;
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2 LiDAR SLAM
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2D LiDAR SLAM 使用于平面中的运动。
使用激光的方式,获取的地图的描述的一种方式为:占用网格地图(Occupancy Grid Map),描述如下。
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假设传感器的位姿是知道的,怎样构建地图?
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假设地图是知道的,怎样计算传感器的位姿(pose)?
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点云匹配问题 ICP 基本思想
假设此时地图已知,也有了传感器的输入(一圈激光点),然后去确定传感器在地图中的位置(定位),即点云匹配问题。
首先,为当前传感器所在位置扫描得到的,一圈激光点云中的每一个点,在地图种找到一个最近邻的点。找到这个对应关系后,我们可以根据3D到3D的对应关系,把我输入的这一圈激光点云,register 到地图上面去。然后,第一次 registration 可能不会完美,我就暂停在那个地方,以这个 pose 为初始,重新去找他的对应点。当我的pose更新时,我的最近邻关系也会随之更新,所以我可以重新去找一次最近邻点,然后再次求解传感器的运动,逐步的迭代。
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给定最近邻点时,怎样求解运动?
即,怎样去求解一个选择矩阵R和位移向量t,来确定当前传感器扫的一圈点,和地图中待确定的对应点之间的对应关系。显然,这是一个优化问题。即优化 E(R,t),如下图所示。
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3 Visual SLAM
4 Robustness Techniques
参考:SFU 浙江大学 计算机视觉课程 谭平教授 https://www.jiqizhixin.com/articles/19052902