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基于点线综合的双目视觉SLAM研究的开题报告 一、选题背景 随着计算机视觉和机器人技术的不断发展,SLAM技术作为一个重要的领域越来越受到人们的关注。SLAM技术可以使机器人在没有先验地图的情况下,同时完成自主定位和环境建模。双目视觉SLAM则是指利用双目相机获取环境信息来实现SLAM,具有高精度、高鲁棒性和低功耗等优点,在工业自动化、车载导航、家庭机器人等领域有着广泛的应用前景。 传统的双目SLAM算法主要基于特征点匹配,但在深度不连续、纹理缺乏等情况下容易出现匹配失败的情况。因此,近年来有学者提出了基于点线综合的双目SLAM算法。该算法不仅考虑了特征点信息,还利用了线段的特征,提高了匹配的鲁棒性和精度,但该算法还存在许多问题,如线段匹配存在误差累计等。 为解决这些问题,本文拟从点线综合的角度出发,研究双目视觉SLAM算法的关键问题,提高其匹配精度和鲁棒性,实现自主精准定位和三维环境建模。 二、研究目标 本文将基于点线综合的双目视觉SLAM算法为研究对象,主要研究以下目标: 1.优化线段匹配算法,降低误差累积率; 2.提出一种基于点线综合的建图方案,实现高精度三维环境建模; 3.设计实验验证算法的可行性和鲁棒性。 三、研究方法 本文将采用如下研究方法: 1.结合特征点和线段信息,提出基于点线综合的匹配算法; 2.提出建图方案,通过三角测量和三维重建获得高精度的环境模型; 3.设计实验验证算法的性能,通过编程实践和实地测试对算法进行实验验证; 4.结合理论分析和实验测试,评估算法的精度和鲁棒性,并探索进一步优化的思路。 四、论文结构 本文拟包括以下章节: 第一章:绪论。阐述SLAM相关技术的研究背景与意义,并对本研究的主要内容和研究目标进行介绍。 第二章:基础知识。介绍双目视觉和SLAM的相关理论基础。 第三章:基于点线综合的双目SLAM算法。描述所设计的算法的详细设计方案,包括点线提取和匹配等流程。 第四章:建图方案。介绍基于点线综合算法的三维建图方案。 第五章:实验验证。设计实验验证算法的可行性和鲁棒性,并通过实验证明算法的性能。 第六章:结论与展望。总结本文的研究工作,提出未来的研究方向和优化思路。 五、预期结果 本文的预期结果包括: 1.提出基于点线综合的双目SLAM算法,优化匹配精度和鲁棒性; 2.提出高精度三维环境建模方案,实现自主定位和环境建模; 3.在实验验证中,证明算法的可行性和高效性,达到预期效果。 六、参考文献 [1]Bailey,T.,&Durrant-Whyte,H.(2006).Simultaneouslocalizationandmapping(SLAM):partII.IEEERobotics&AutomationMagazine,13(3),108-117. [2]Mourikis,A.I.,&Roumeliotis,S.I.(2007).Amulti-stateconstraintKalmanfilterforvision-aidedinertialnavigation.IEEETransactionsonRobotics,23(3),525-537. [3]Engel,J.,Schöps,T.,&Cremers,D.(2014).LSD-SLAM:Large-scaledirectmonocularSLAM.InEuropeanconferenceoncomputervision(pp.834-849). [4]Zhang,Z.(2000).Aflexiblenewtechniqueforcameracalibration.IEEETransactionsonpatternanalysisandmachineintelligence,22(11),1330-1334. [5]Tang,J.,Bo,C.,&Pan,Y.(2017).AnovelpointlinefeaturebasedonPCAinmobileurbanarea.InIOPConferenceSeries:MaterialsScienceandEngineering(Vol.175).IOPPublishing.