从零实战SLAM-第八课(非特征点的视觉里程计)

在七月算法报的班,老师讲的蛮好。好记性不如烂笔头,关键内容还是记录一下吧,课程入口,感兴趣的同学可以学习一下。


特征点法流程:

1.在图像中提取特征点并计算特征描述 非常耗时约10ms ORB

2.在不同图像中寻找特征匹配 非常耗时𝑂(𝑛∧2) 暴力匹配

3.利用匹配点信息计算相机位姿 比较快速<1ms

是否可以不使用特征匹配计算VO?

光流法:最小化重投影误差 Reprojection error

直接法:最小化光度误差 Photometric error

光流: 追踪源图像某个点在其他图像中的运动。本质→估计像素在不同时刻图像中的运动。

光流法又分为两大类,每一类的计算方法也不同。

❑ 稀疏光流:计算部分像素运动 ---- Lucas Kanade

❑ 稠密光流:计算全部像素运动 ---- Horn Schunck

光流法的前提假说:灰度不变。

光流法的数学基础

光流法中的L-K方法

LK光流的结果依赖于图像梯度

❑ 但梯度不够平滑,可能剧烈变化

❑ 局部的梯度不能用于预测长期图像走向

解决方式:多层光流

光流法的总结:

➢ 可以看成最小化像素误差的非线性优化

➢ 每次使用了 Taylor 一阶近似,在离优化点较远时效果不佳,往往需要迭代多次

➢ 运动较大时要使用金字塔

➢ 可以用于跟踪图像中的稀疏关键点的运动轨迹

➢ 得到配对点后,后续计算与特征法VO中相同

光流法的缺点:

➢ 没有用到相机本身的几何结构

➢ 没有考虑到相机的旋转和图像的缩放

➢ 对于边界上的点,光流不好追踪

直接法:

通过相机模型对相机位姿变化进行估计

建立目标函数

计算过程

左扰动分解中三项的物理意义

根据使用的图像信息不同,可分为:

➢ 稀疏直接法:只处理稀疏角点或关键点

➢ 稠密直接法:使用所有像素

➢ 半稠密直接法:使用部分梯度明显的像素

直接法的直观解释:

➢ 像素灰度引导着优化的方向

➢ 要使优化成立,必须保证从初始估计到最优估计中间的梯度一直下降

➢ 这很容易受到图像非凸性的影响

直接法的优势与劣势

优势:

❑ 省略特征提取的时间

❑ 只需有像素梯度而不必是角点(对白墙等地方有较好效果)

❑ 可稠密或半稠密

劣势:

❑ 灰度不变难以满足(易受曝光和模糊影响)

❑ 单像素区分性差

❑ 图像非凸性

相关推荐
100个铜锣烧5 小时前
高级提示技术:Chain-of-Thought与ReAct——让大模型学会“思考”和“行动”
人工智能·大模型·提示词工程
JackHCC6 小时前
快手OneRetrieval:可编辑生成式电商召回
人工智能·机器学习
前端之虎陈随易6 小时前
编程语言级别的Skill市场,AI Agent 的未来形态
前端·vue.js·人工智能·typescript·node.js
QiLinkOS6 小时前
第三视觉理解徐玉生与他的商业活动(30)
大数据·c++·人工智能·算法·开源协议
武汉唯众智创6 小时前
当汉字成为心理CT:AI汉字联想投射分析的技术实现与心理评估价值
人工智能·ai心理健康·ai心理评估·本土化心理测评·校园心理健康解决方案·ai心理监测·多模态情绪模型
Longvox7 小时前
Agent为什么会死循环?
人工智能·ai编程
陈天伟教授7 小时前
FreeCAD 启动后小窗口闪现即退的解决思路
人工智能·机器人·工业设计
weixin_408099677 小时前
OCR批量识别图片方案:从手动处理到自动化API系统(Python/Java/PHP实战)
图像处理·python·ocr·文字识别·api调用·批量识别·石榴智能
酒旅Agent开发实战7 小时前
AI 旅行规划助手如何接入真实酒旅数据:从自然语言到酒店预订的全流程 MCP 实战
人工智能·ai·旅游·skill·酒店api·机票api
workflower7 小时前
设备单元级(L1)实施路径
人工智能·线性代数·矩阵·机器人·开源