动态场景下基于语义分割的视觉SLAM 方法
2024-03-21杜晓英袁庆霓齐建友王晨杜飞龙任澳
杜晓英,袁庆霓,2,3,齐建友,王晨,杜飞龙,任澳
(1.贵州大学现代制造技术教育部重点实验室,贵州 贵阳 550025;2.贵州大学机械工程学院,贵州 贵阳 550025;3.贵州大学省部共建公共大数据国家重点实验室,贵州 贵阳 550025)
0 引言
同步定位与建图(SLAM)[1]能够在未知环境下完成地图的自主构建与定位,是工业机器人、自主导航、无人驾驶等应用中的基础技术之一。目前SLAM 采用的传感器主要是激光雷达、相机以及惯性测量单元(IMU)[2],视觉SLAM 是一种以相机作为传感器的SLAM,如ORB-SLAM2[3]、LSD-SLAM[4]、DSO[5]等视觉SLAM 方法。
研究视觉SLAM 在真实动态场景下的性能表现已成为SLAM 领域中的趋势,如张慧娟等[6]先计算获得变换矩阵,之后提取线特征,并对其进行静态权重的评估,最后通过余下的静态特征进行相机位姿估计完成跟踪任务。杨世强等[7]对传统SLAM 系统进行改进,提出一种基于几何约束的动态目标检测算法。DAI等[8]采用Delaunay 三角剖分方法为地图点建立与图类似的结构,以判断其邻接关系,之后,将多个关键帧之间观测不一样的边缘移除,最终,完成动态物和静态背景的分离。以上算法虽然可以提高动态环境下视觉SLAM 的鲁棒性,但是其构建的地图缺少丰富的语义信息。随着深度学习的发展和计算机性能的不断提高,目标检测与语义分割为解决动态环境下VSLAM 算法鲁棒性差的问题提供另1 种技术路线。YU等[9]提出DS-SLAM 算法,利用语义分割网络SegNet 和运动一致性检测方法剔除动态特征点。BESCOS等[10]采用实例分割网络Mask R-CNN 分割先验动态目标,并利用多视图结合方法检测潜在运动物。……
