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Analyzing the Impact of Scene Transitions on Indoor Camera Localization through Scene Change Detection in Real-Time
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作者 Muhammad S.Alam Farhan B.Mohamed +2 位作者 Ali Selamat Faruk Ahmed AKM B.Hossain 《Intelligent Automation & Soft Computing》 2024年第3期417-436,共20页
Real-time indoor camera localization is a significant problem in indoor robot navigation and surveillance systems.The scene can change during the image sequence and plays a vital role in the localization performance o... Real-time indoor camera localization is a significant problem in indoor robot navigation and surveillance systems.The scene can change during the image sequence and plays a vital role in the localization performance of robotic applications in terms of accuracy and speed.This research proposed a real-time indoor camera localization system based on a recurrent neural network that detects scene change during the image sequence.An annotated image dataset trains the proposed system and predicts the camera pose in real-time.The system mainly improved the localization performance of indoor cameras by more accurately predicting the camera pose.It also recognizes the scene changes during the sequence and evaluates the effects of these changes.This system achieved high accuracy and real-time performance.The scene change detection process was performed using visual rhythm and the proposed recurrent deep architecture,which performed camera pose prediction and scene change impact evaluation.Overall,this study proposed a novel real-time localization system for indoor cameras that detects scene changes and shows how they affect localization performance. 展开更多
关键词 camera pose estimation indoor camera localization real-time localization scene change detection simultaneous localization and mapping(SLAM)
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Feature-based RGB-D camera pose optimization for real-time 3D reconstruction
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作者 Chao Wang Xiaohu Guo 《Computational Visual Media》 CSCD 2017年第2期95-106,共12页
In this paper we present a novel featurebased RGB-D camera pose optimization algorithm for real-time 3D reconstruction systems. During camera pose estimation, current methods in online systems suffer from fast-scanned... In this paper we present a novel featurebased RGB-D camera pose optimization algorithm for real-time 3D reconstruction systems. During camera pose estimation, current methods in online systems suffer from fast-scanned RGB-D data, or generate inaccurate relative transformations between consecutive frames. Our approach improves current methods by utilizing matched features across all frames and is robust for RGB-D data with large shifts in consecutive frames. We directly estimate camera pose for each frame by efficiently solving a quadratic minimization problem to maximize the consistency of3 D points in global space across frames corresponding to matched feature points. We have implemented our method within two state-of-the-art online 3D reconstruction platforms. Experimental results testify that our method is efficient and reliable in estimating camera poses for RGB-D data with large shifts. 展开更多
关键词 camera pose optimization feature matching real-time 3D reconstruction feature correspondence
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航拍电力杆塔图像中销钉唯一性识别研究
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作者 阎光伟 马颐琳 +1 位作者 焦润海 何慧 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第17期5450-5460,共11页
近年来,基于深度学习的缺陷销钉检测技术在电力杆塔巡检中得到广泛应用。但是该技术只能在图像空间对缺陷销钉进行定位,无法准确给出缺陷销钉在实际电力杆塔中对应销钉的唯一编号。针对该问题,该文提出一种融合深度学习与三维重投影的... 近年来,基于深度学习的缺陷销钉检测技术在电力杆塔巡检中得到广泛应用。但是该技术只能在图像空间对缺陷销钉进行定位,无法准确给出缺陷销钉在实际电力杆塔中对应销钉的唯一编号。针对该问题,该文提出一种融合深度学习与三维重投影的缺陷销钉唯一性识别方法。首先通过构建巡检电力杆塔系统的三维模型,进行电力杆塔系统中部件模型的编号获取,以及部件模型三维空间包围盒顶点和中心点坐标的计算;其次,利用YOLOv5模型在图像空间对销钉及上下文相关目标进行检测;再次,通过该文提出的融合结构约束的相机位姿估计算法对航拍图像的相机位姿进行估计;最后,将三维电力杆塔系统中的销钉包围盒按相机位姿进行重投影与销钉检测框进行匹配度计算,在图像空间中输出带有具体编号的销钉检测框。在YOLOv5模型输出的销钉检测框基础上进行销钉唯一性识别,利用仿真数据进行实验得到的唯一性识别正确率为100%,利用实拍数据进行实验得到的唯一性识别正确率为93.3%,验证了该文提出的销钉唯一性识别方法的有效性。通过对缺陷销钉进行唯一性识别,可以减少人工对故障图像的二次审核工作量,并准确地统计缺陷销钉的数量及具体位置信息,为后续故障维修及故障相关性分析等精细化管理提供支持。 展开更多
关键词 电力巡检 销钉检测 相机位姿估计 唯一性识别
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基于视觉的相机位姿估计方法综述
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作者 王静 王一博 +3 位作者 郭铖 郭苹 叶星 邢淑军 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2024年第8期2241-2251,共11页
相机位姿估计是通过估计相机的位置坐标和环绕三个坐标轴的角度偏转,来描述其相对于给定场景的方向和位置,是自动驾驶、机器人技术等任务的重要组成部分。为帮助研究人员在相机位姿估计领域的研究,对相机位姿估计的研究现状和最新进展... 相机位姿估计是通过估计相机的位置坐标和环绕三个坐标轴的角度偏转,来描述其相对于给定场景的方向和位置,是自动驾驶、机器人技术等任务的重要组成部分。为帮助研究人员在相机位姿估计领域的研究,对相机位姿估计的研究现状和最新进展进行梳理。首先介绍了相机位姿估计的基本原理、评价指标和相关数据集;然后从场景关系搭建和相机姿态解算两个关键技术出发,对两阶段模型结构方法和单通道模型结构方法进行阐述总结,分别从核心算法和利用的场景信息不同上进行分类归纳分析,并对室内室外公开数据集上的表现作对比;最后阐述了该领域当前面对的挑战和未来的发展趋势。 展开更多
关键词 相机位姿估计 深度学习 场景关系搭建 姿态解算
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基于分层空间一致性的旋转双目立体校正算法
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作者 罗其俊 田鑫 高庆吉 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1551-1559,共9页
在旋转双目立体视觉系统中,转台机械间隙导致的左右相机旋转平移偏差,造成立体校正图像的严重畸变。针对该问题,提出一种基于分层空间一致性的旋转双目立体校正算法。采用ORB特征在原始左右图像中进行快速全局立体匹配,设计一种新的特... 在旋转双目立体视觉系统中,转台机械间隙导致的左右相机旋转平移偏差,造成立体校正图像的严重畸变。针对该问题,提出一种基于分层空间一致性的旋转双目立体校正算法。采用ORB特征在原始左右图像中进行快速全局立体匹配,设计一种新的特征点全局双层约束,实现匹配点的优选。提出基于内点邻域空间一致性的局部校验方法,实现二次匹配优化,并利用质量排序的优化匹配点集,由八点法基础矩阵估计算法计算左右相机的精确位姿关系,以此完成图像的立体校正。在Oxford和SYNTIM数据集上的典型算法对比实验,验证了所提算法的性能。多角度立体校正实验表明:所提算法可适应光轴夹角变化,在双目最大45°夹角时保证立体校正的质量,匹配点偏差小于0.2像素。 展开更多
关键词 立体校正 旋转相机 基础矩阵 空间一致性 位姿估计
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面向高变倍场景的变电站巡检机器人云台相机对准方法
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作者 姜骞 刘亚东 +3 位作者 严英杰 刘庆臻 陈思 江秀臣 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期3337-3346,I0034,共11页
受导航误差和机械磨损等因素影响,变电站巡检机器人在自主巡检时的停靠位姿偏离预置位姿,导致其云台相机在高倍变焦抓图时出现目标设备不在图像内以及聚焦失败等问题。因此,提出一种面向高变倍场景的变电站巡检机器人云台相机对准方法,... 受导航误差和机械磨损等因素影响,变电站巡检机器人在自主巡检时的停靠位姿偏离预置位姿,导致其云台相机在高倍变焦抓图时出现目标设备不在图像内以及聚焦失败等问题。因此,提出一种面向高变倍场景的变电站巡检机器人云台相机对准方法,使巡检机器人相机能够精确对准到预置位姿,以拍摄与模板图像一致的高质量巡检图像。首先,建立巡检机器人位姿与像素误差之间的关系模型;然后,基于构造的变电站空间布局假设条件,提出机器人相机位姿误差的近似解法;最后,对相机位姿误差进行正交解耦,使用提出的折半对准控制方法校正相机位姿误差。在巡检机器人真型平台上开展相机对准试验,结果表明,相较于仅调整云台姿态的传统相机对准方法,该方法在高变倍巡检场景中表现出更高的巡检覆盖率、准确率以及更低的巡检图像像素误差。 展开更多
关键词 巡检机器人 自主巡检 相机对准 位姿求解 折半控制
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水稻行线检测和导航信息提取方法——基于相机位姿
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作者 刘汉文 李彦明 +2 位作者 刘子翔 黄飞 刘成良 《农机化研究》 北大核心 2024年第12期15-21,共7页
为了避免除草机器人在自动驾驶除草过程中碾压和损伤水稻苗,针对单目相机行线检测结果难以提取正确的导航信息导致无法保证除草机器人行驶在正确路径上的问题,提出了基于相机位姿的水稻行线检测和导航信息提取方法。在所规定的坐标系下... 为了避免除草机器人在自动驾驶除草过程中碾压和损伤水稻苗,针对单目相机行线检测结果难以提取正确的导航信息导致无法保证除草机器人行驶在正确路径上的问题,提出了基于相机位姿的水稻行线检测和导航信息提取方法。在所规定的坐标系下,利用相机位姿建立像素坐标系与世界坐标系对应坐标的映射关系,根据映射关系对图像进行透视变换并选择感兴趣区域;对感兴趣区域进行图像预处理,采用滑窗法进行水稻行识别;根据坐标映射关系,将水稻行识别结果转换为世界坐标系下的导航信息。试验结果表明:本算法可以实现水稻行线检测与导航信息的提取,同时对于行线弯曲、断行、行线连通等典型情况也适用。在Nvidia Jetson TX2平台上,处理1幅图像并提取导航信息的平均用时约为0.5s,水稻行线识别准确率为97%,成功识别所提取导航线的平均误差为39.0909mm,可以满足除草机器人行线跟踪的实时性与准确性要求。 展开更多
关键词 水稻行 导航信息 除草机器人 相机位姿 机器视觉 透视变换
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基于视觉与激光融合的井下灾后救援无人机自主位姿估计 被引量:2
8
作者 何怡静 杨维 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第4期94-102,共9页
无人机在灾后矿井的自主导航能力是其胜任抢险救灾任务的前提,而在未知三维空间的自主位姿估计技术是无人机自主导航的关键技术之一。目前基于视觉的位姿估计算法由于单目相机无法直接获取三维空间的深度信息且易受井下昏暗光线影响,导... 无人机在灾后矿井的自主导航能力是其胜任抢险救灾任务的前提,而在未知三维空间的自主位姿估计技术是无人机自主导航的关键技术之一。目前基于视觉的位姿估计算法由于单目相机无法直接获取三维空间的深度信息且易受井下昏暗光线影响,导致位姿估计尺度模糊和定位性能较差,而基于激光的位姿估计算法由于激光雷达存在视角小、扫描图案不均匀及受限于矿井场景结构特征,导致位姿估计出现错误。针对上述问题,提出了一种基于视觉与激光融合的井下灾后救援无人机自主位姿估计算法。首先,通过井下无人机搭载的单目相机和激光雷达分别获取井下的图像数据和激光点云数据,对每帧矿井图像数据均匀提取ORB特征点,使用激光点云的深度信息对ORB特征点进行深度恢复,通过特征点的帧间匹配实现基于视觉的无人机位姿估计。其次,对每帧井下激光点云数据分别提取特征角点和特征平面点,通过特征点的帧间匹配实现基于激光的无人机位姿估计。然后,将视觉匹配误差函数和激光匹配误差函数置于同一位姿优化函数下,基于视觉与激光融合来估计井下无人机位姿。最后,通过视觉滑动窗口和激光局部地图引入历史帧数据,构建历史帧数据和最新估计位姿之间的误差函数,通过对误差函数的非线性优化完成在局部约束下的无人机位姿的优化和修正,避免估计位姿的误差累计导致无人机轨迹偏移。模拟矿井灾后复杂环境进行仿真实验,结果表明:基于视觉与激光融合的位姿估计算法的平均相对平移误差和相对旋转误差分别为0.0011 m和0.0008°,1帧数据的平均处理时间低于100 ms,且算法在井下长时间运行时不会出现轨迹漂移问题;相较于仅基于视觉或激光的位姿估计算法,该融合算法的准确性、稳定性均得到了提高,且实时性满足要求。 展开更多
关键词 井下无人机 位姿估计 单目相机 激光雷达 视觉与激光融合 ORB特征点
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基于视觉的并联机床位姿测量研究
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作者 张天虎 钟建琳 +1 位作者 彭宝营 王鹏家 《机床与液压》 北大核心 2024年第16期68-73,共6页
为准确测量并联机床的位姿,提高并联机床的运动精度,提出一种基于视觉的位姿测量方法用于并联机构的末端位姿检测。采用Femto深度相机作为测量设备搭建测量平台,并用棋盘格标定板和MATLAB对相机进行标定;将标靶置于动平台进行位姿采集,... 为准确测量并联机床的位姿,提高并联机床的运动精度,提出一种基于视觉的位姿测量方法用于并联机构的末端位姿检测。采用Femto深度相机作为测量设备搭建测量平台,并用棋盘格标定板和MATLAB对相机进行标定;将标靶置于动平台进行位姿采集,利用点云库对采集后的数据进行过滤和提取;最后,将计算出的实际位姿与输入位姿进行实验比较。结果表明:X、Y、Z轴的最大误差分别为0.071、0.047、0.394 mm,绕X、Y、Z轴旋转的最大误差分别为0.09°、0.09°、0.14°,满足精度要求,证明了此方法的有效性。此方法操作高效便捷、成本低廉,在保证高检测精度的同时,可为位姿测量和后续标定实验提供新思路。 展开更多
关键词 并联机床 点云处理 Femto深度相机 位姿测量
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相机位姿求解的复用镜像约束法
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作者 阿晓荟 李佳田 +4 位作者 刘佳音 胡浩 贺日兴 陆美 段烨 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期548-557,共10页
针对参照物不在视场范围内的问题,提出一种复用镜像约束求解相机位姿的方法。具体步骤为:①依据相机位姿求解方法得到镜像相机位姿;②根据平面镜反射对称性构建单张图像镜像相机与相机位姿间线性约束关系;③复用镜像相机姿态,建立多张... 针对参照物不在视场范围内的问题,提出一种复用镜像约束求解相机位姿的方法。具体步骤为:①依据相机位姿求解方法得到镜像相机位姿;②根据平面镜反射对称性构建单张图像镜像相机与相机位姿间线性约束关系;③复用镜像相机姿态,建立多张图像之间约束关系,在获得3张图像情况下,可得18个线性约束条件,提高相机位姿求解精度。试验结果表明:旋转矩阵和平移向量均误差分别为0.009°和1.866 mm,较对比方法,旋转矩阵均误差平均降低0.009°,平移向量均误差平均降低2.292 mm,且具有较强适应性。在真实试验中,平均重投影误差为0.492像素,优于对比方法,能够准确求解参照物不在视场范围内的相机位姿。 展开更多
关键词 相机位姿 平面镜反射对称性 镜像相机 最小二乘
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Image-based camera localization: an overview 被引量:1
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作者 Yihong Wu Fulin Tang Heping Li 《Visual Computing for Industry,Biomedicine,and Art》 2018年第1期82-94,共13页
Virtual reality,augmented reality,robotics,and autonomous driving,have recently attracted much attention from both academic and industrial communities,in which image-based camera localization is a key task.However,the... Virtual reality,augmented reality,robotics,and autonomous driving,have recently attracted much attention from both academic and industrial communities,in which image-based camera localization is a key task.However,there has not been a complete review on image-based camera localization.It is urgent to map this topic to enable individuals enter the field quickly.In this paper,an overview of image-based camera localization is presented.A new and complete classification of image-based camera localization approaches is provided and the related techniques are introduced.Trends for future development are also discussed.This will be useful not only to researchers,but also to engineers and other individuals interested in this field. 展开更多
关键词 PnP problem SLAM camera localization camera pose determination
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一种基于点云配准的空间非合作目标相对位姿估计算法
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作者 郭素婕 郭崇滨 《中国科学院大学学报(中英文)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期677-686,共10页
针对空间机器人在轨维修等任务中的非合作目标位姿估计问题,提出一种基于点云配准的空间非合作目标位姿估计算法。在粗配准阶段,利用复合滤波算法保留点云外形并降低点云密度,通过主成分分析法求出特征向量,建立特征向量变换关系,利用RA... 针对空间机器人在轨维修等任务中的非合作目标位姿估计问题,提出一种基于点云配准的空间非合作目标位姿估计算法。在粗配准阶段,利用复合滤波算法保留点云外形并降低点云密度,通过主成分分析法求出特征向量,建立特征向量变换关系,利用RANSAC算法检验匹配效果。在精配准阶段,使用基于改进ICP算法的精配准算法,求出旋转矩阵和平移矩阵,得到位姿估计值。采用经旋转平移变换和高斯噪声处理的6组数字卫星点云模型进行点云配准性能验证,并利用TOF相机采集的卫星缩比模型点云进行位姿估计算法验证。经验证,算法的姿态角测量误差小于0.4°,位移测量误差小于3 mm,是一种针对空间相对位姿测量问题的抗噪性能更好、鲁棒性更高的有效解决手段。 展开更多
关键词 空间非合作目标 点云配准 相对位姿估计 TOF相机
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自动驾驶场景下的行人意图语义VSLAM
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作者 罗朝阳 张荣芬 +2 位作者 刘宇红 李金 范润泽 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2024年第17期107-116,共10页
视觉同步定位与建图(visual simultaneous localization and mapping,VSLAM)在自动驾驶领域有广泛的应用,但传统的算法缺乏语义信息,并且不能推理和预测场景中行人的行为或意图。提出了一种有效的语义VSLAM方法,使用基于DPT(dense predi... 视觉同步定位与建图(visual simultaneous localization and mapping,VSLAM)在自动驾驶领域有广泛的应用,但传统的算法缺乏语义信息,并且不能推理和预测场景中行人的行为或意图。提出了一种有效的语义VSLAM方法,使用基于DPT(dense prediction transformer)的语义分割算法获取潜在动态目标的分割掩码进行动态特征剔除,由于在自动驾驶场景下的动态物体绝大多数为行人和车辆,为了完成潜在动态目标中静态点的重添加及动态物体的再检测,使用几何约束联合行人意图预测共同优化相机位姿,为了对行人是否过马路进行准确的意图预测,利用人体骨架信息构建双流、时空自适应图卷积神经网络预测行人过街意图。在KITTI数据集下验证的结果表明,所提方法相较于ORB-SLAM3算法的绝对轨迹估计误差有一定减少,且精度优于同类型的算法,有望为自动驾驶系统提供更丰富的语义信息,更好地完成自动驾驶任务。 展开更多
关键词 自动驾驶 语义分割 相机位姿优化 行人意图预测
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基于特征标记的物体6D位姿测量方法
14
作者 周旭 吴福培 +2 位作者 鲁晓会 吕立伟 李昇平 《汕头大学学报(自然科学版)》 2024年第3期12-23,共12页
6D位姿是目标物体基于平面矢量和旋转矢量的位置和姿态.基于单目RGB相机进行6D位姿估计的传统方法由于标记点少、识别率较低等原因,易导致测量精度不高.为提高物体位姿测量的精度,论文提出了一种基于特征标记的物体6D位姿测量方法.首先... 6D位姿是目标物体基于平面矢量和旋转矢量的位置和姿态.基于单目RGB相机进行6D位姿估计的传统方法由于标记点少、识别率较低等原因,易导致测量精度不高.为提高物体位姿测量的精度,论文提出了一种基于特征标记的物体6D位姿测量方法.首先,设计一种能提供更多标记点且识别率高的特征标记,并通过相机识别被测物体上的特征标记获得3D-2D点对.其次,基于相机成像原理设计物体6D位姿测量系统与方法.然后,建立求解工件位姿变化的旋转矩阵和位移矩阵模型.最后,基于所建立的旋转矩阵模型与欧拉角之间的关系求解工件6D位姿.实验结果表明,在0-170 mm位移范围内,沿X、Y、Z轴位移测量误差小于0.5 mm;在0-30°旋转范围内,其绕X、Y轴旋转角度测量误差小于0.8°;在0-45°旋转范围内,其绕Z轴旋转角度测量误差小于0.8°;测量物体绕X、Y轴旋转角度误差耗时小于1.5 s,绕Z轴旋转角度误差耗时小于2 s;测量物体沿X、Z轴位移误差耗时小于2 s,沿Z轴位移误差耗时小于2.5 s;能够满足实际生产要求.实验结果检验了论文所提方法的有效性,可用于实际生产环境中. 展开更多
关键词 机器视觉 6D位姿 位姿估计 单目RGB相机 PNP
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基于双目视觉的绳驱动飞行机械臂目标识别与抓取
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作者 谭荣凯 杨浩秦 王尧尧 《机械制造与自动化》 2024年第1期191-195,共5页
为提高面向飞行机械臂平台的目标姿态估计的精度,为飞行机械臂配备双目视觉系统,对绳驱动机械臂和双目相机进行系统建模,利用Camshift算法对目标进行实时追踪,结合目标的几何特征提出一种轻量化的目标姿态估计算法,可用于飞行平台的实... 为提高面向飞行机械臂平台的目标姿态估计的精度,为飞行机械臂配备双目视觉系统,对绳驱动机械臂和双目相机进行系统建模,利用Camshift算法对目标进行实时追踪,结合目标的几何特征提出一种轻量化的目标姿态估计算法,可用于飞行平台的实时目标追踪与姿态估计并进行飞行机械臂抓取实验。实验证明:该姿态估计算法对于目标追踪和姿态估计具有较好精度,可以实现抓取作业。 展开更多
关键词 绳驱动飞行机械臂 双目相机 CAMSHIFT 目标追踪 姿态估计
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可用于双足导航系统的视觉位姿测量研究
16
作者 翁垚坤 朱茂然 武元新 《信息技术》 2024年第3期1-9,共9页
以惯性传感器为主、其它传感器为辅的导航方式是室内导航领域的研究热点。文中以双足行人导航系统为研究背景,以足部固定标志物为标靶,设计了基于透视n点(Perspective-n-Point,PnP)问题的视觉位姿测量算法。针对双足行人导航系统中的位... 以惯性传感器为主、其它传感器为辅的导航方式是室内导航领域的研究热点。文中以双足行人导航系统为研究背景,以足部固定标志物为标靶,设计了基于透视n点(Perspective-n-Point,PnP)问题的视觉位姿测量算法。针对双足行人导航系统中的位姿测量问题进行了仿真和实验,评估了单目相机估算位姿的精确性,实验结果验证了文中方法的有效性。 展开更多
关键词 双足导航系统 位姿测量 透视n点算法 单目相机 联合标定
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基于窗口化匹配估计的ORB-SLAM算法研究
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作者 姚万业 庞泽伟 +1 位作者 孙沛杰 王祝 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2032-2042,共11页
针对ORB-SLAM系统中求解相机位姿存在随机性而引起定位精度不稳定的问题,提出一种基于特征点窗口化匹配和解析ICP的改进位姿求解算法,构建移动机器人ORB-SLAM系统。通过对提取的特征点进行窗口化,在保证选取良好特征点匹配的同时提高匹... 针对ORB-SLAM系统中求解相机位姿存在随机性而引起定位精度不稳定的问题,提出一种基于特征点窗口化匹配和解析ICP的改进位姿求解算法,构建移动机器人ORB-SLAM系统。通过对提取的特征点进行窗口化,在保证选取良好特征点匹配的同时提高匹配效率;利用具有解析解的ICP算法求解相机位姿避免迭代,选取误差最小的窗口位姿求解结果进行光束法平差优化,以减小局部信息丢失或误匹配引起的位姿误差。结果表明:改进算法能够提高相机轨迹求解精度,轨迹误差相比ORB-SLAM2和ORB-SLAM3平均减少30%以上,并可以降低相机跟踪失败的概率。 展开更多
关键词 窗口化 特征匹配 位姿估计 光束法平差 ORB-SLAM 相机轨迹误差 移动机器人
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基于深度学习的相机位姿估计方法综述 被引量:4
18
作者 王静 金玉楚 +1 位作者 郭苹 胡少毅 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2023年第7期1-14,共14页
相机位姿估计是指在已知环境下精确地估计相机在世界坐标系中六自由度位姿的技术,该技术是机器人技术和自动驾驶中的关键技术。随着深度学习的飞速发展,使用深度学习来优化相机位姿估计算法已经成为了当前的研究热点之一。为了掌握目前... 相机位姿估计是指在已知环境下精确地估计相机在世界坐标系中六自由度位姿的技术,该技术是机器人技术和自动驾驶中的关键技术。随着深度学习的飞速发展,使用深度学习来优化相机位姿估计算法已经成为了当前的研究热点之一。为了掌握目前相机位姿估计算法的研究现状与趋势,对基于深度学习的相机位姿估计的主流算法进行了综述。简单介绍了传统的基于特征点的相机位姿估计方法。重点介绍了基于深度学习的方法:根据核心算法的不同,从端到端的相机位姿估计、场景坐标回归、基于检索的相机位姿估计、层级结构、多信息融合和跨场景的相机位姿估计六个方面进行了详细的阐述和分析。对研究现状进行了总结,并基于深入的性能分析指出了相机位姿估计领域面临的挑战,展望了其发展动向。 展开更多
关键词 深度学习 相机位姿估计 场景坐标回归 多信息融合
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基于相机位姿恢复与神经辐射场理论的果树三维重建方法 被引量:2
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作者 宫金良 刘镔霄 +3 位作者 魏鹏 王辉岩 张彦斐 兰玉彬 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第22期157-165,共9页
针对传统立体视觉三维重建技术难以准确表征果树多尺度复杂表型细节的问题,该研究提出了一种基于相机位姿恢复技术与神经辐射场理论的果树三维重建方法,设计了一套适用于标准果园环境的果树图像采集设备和采集方案。首先,环绕拍摄果树... 针对传统立体视觉三维重建技术难以准确表征果树多尺度复杂表型细节的问题,该研究提出了一种基于相机位姿恢复技术与神经辐射场理论的果树三维重建方法,设计了一套适用于标准果园环境的果树图像采集设备和采集方案。首先,环绕拍摄果树全景视频并以抽帧的方式获取果树多视角图像;其次,使用运动结构恢复算法进行稀疏重建以计算果树图像位姿;然后,训练果树神经辐射场,将附有位姿的多视角果树图像进行光线投射法分层采样和位置编码后输入多层感知机,通过体积渲染监督训练过程以获取收敛且能反映果树真实形态的辐射场;最后,导出具有高精度与高表型细节的果树三维实景点云模型。试验表明,该研究构建的果树点云能准确表征从植株尺度的枝干、叶冠等宏观结构到器官尺度的果实、枝杈、叶片乃至叶柄、叶斑等微观结构。果树整体精度达到厘米级,其中胸径、果径等参数达到毫米级精度,尺度一致性误差不超过5%。相较于传统的立体视觉三维重建方法,重建时间缩短39.50%,树高、冠幅、胸径和地径4个树形参数的尺度一致性误差分别降低了77.06%、83.61%、45.47%和62.23%。该方法能构建具有高精度、高表型细节的果树点云模型,为数字果树技术的应用奠定基础。 展开更多
关键词 计算机视觉 三维重建 果树 神经辐射场 位姿恢复
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改进场景坐标回归网络的室内相机重定位方法 被引量:1
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作者 王静 胡少毅 +1 位作者 郭苹 金玉楚 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2023年第15期160-168,共9页
传统相机重定位依赖手工特征,场景的变化会影响其后续特征匹配,导致算法总体性能下降。然而,基于深度学习场景坐标回归的相机重定位方法在室内场景下有着较好的表现。针对复杂场景下定位精度低以及在特征提取过程中空间信息丢失的问题,... 传统相机重定位依赖手工特征,场景的变化会影响其后续特征匹配,导致算法总体性能下降。然而,基于深度学习场景坐标回归的相机重定位方法在室内场景下有着较好的表现。针对复杂场景下定位精度低以及在特征提取过程中空间信息丢失的问题,在场景坐标回归方法的基础上,提出一种基于深度过参化卷积与细粒度信息的相机定位方法。该方法在特征提取网络中,引入深度过参化卷积层取代传统的卷积层,使提取的特征更具有鲁棒性;在特征提取网络之后,增加细粒度信息,加强特征提取,解决特征提取带来的空间信息丢失问题;通过全连接层输出场景坐标,建立二维图像像素和三维场景坐标之间的关系,然后使用多点透视随机抽样一致性算法得到相机位姿。实验结果表明,改进后的方法与同类型算法相比有明显的提升,该方法能够将平均角度精度提高20.00%,对相机重定位有显著效果,验证了该方法在一定程度上能够克服视觉特征对相机重定位的影响。 展开更多
关键词 相机重定位 相机位姿 场景坐标回归 细粒度信息 特征提取
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