张金艺，梁滨，唐笛恺，姚维强，鲍深

(1．上海大学 通信与信息工程学院，上海 200010；2. 上海大学 微电子研究与开发中心，上海 200010)

粗匹配和局部尺度压缩搜索下的快速ICP-SLAM

张金艺1,2，梁滨1，唐笛恺1，姚维强2，鲍深2

(1．上海大学 通信与信息工程学院，上海 200010；2. 上海大学 微电子研究与开发中心，上海 200010)

ICP-SLAM在自主机器人和无人驾驶领域得到了极大的关注，但传统ICP-SLAM缺少当前帧和全局地图的相对位置关系，因此本文ICP算法必须经过大量的迭代之后才能达到收敛条件，这导致传统ICP-SLAM实时性很差。并且在每一次的迭代过程中，必须通过全局搜索才能完成匹配点搜索，这进一步降低了传统ICP-SLAM的实时性。为此，提出了一种快速ICP-SLAM方案。首先，通过MEMS磁力计和全局地标计算出初始位姿矩阵，通过该初始位姿矩阵实现当前帧和全局地图之间粗匹配，进而减少达到收敛条件的迭代次数。其次，在每次迭代过程中，将采用局部尺度压缩搜索完成匹配点搜索，从而减小ICP-SLAM的计算开销，提高ICP-SLAM实时性；同时，每次迭代完成之后，还将通过动态阈值缩小搜索范围，达到加快匹配点搜索的速度，进而提高ICP-SLAM实时性。实验结果表明，和传统ICP-SLAM相比，在理想室内静止场景下，快速ICP-SLAM的迭代次数最高减小了92.34%，ICP算法运行时间最高降低了98.86%。除此之外，ICP-SLAM的整体负载也被保持在可控范围内，ICP-SLAM的整体性能得到很大的提升。

ICP-SLAM；粗匹配；初始姿态矩阵；局部搜索；动态阈值；实时性；点云；迭代；

中文引用格式：张金艺，梁滨，唐笛恺，等. 粗匹配和局部尺度……