摘要:针对移动机器人在未知环境下的运动轨迹估计问题，本文应用Kinect传感器，设计了一个基于直接法的视觉里程计。该里程计由前端和后端两部分组成，前端的功能是使用直接法估算相机位姿；后端搭建并优化位姿图，最终得到具有较高全局一致性的机器人运动轨迹。基于慕尼黑工业大学的RGBD数据集的离线实验表明，该方法可以较准确的估算出移动机器人运动轨迹，可以为地图创建提供重要的信息。

关键词：移动机器人；视觉里程计；直接法；图优化

目录

摘要

Abstract

第一章  前言-6

1.1研究背景和意义-6

1.2研究现状-6

1.3论文主要工作及结构安排-7

第二章  视觉里程计相关技术介绍-9

2.1 Kinect介绍-9

2.1.1 Kinect结构-9

2.1.2 Kinect应用-9

2.2 PCL介绍-10

2.3 G2O介绍-10

第三章 里程计前端模型-11

3.1 帧间运动变换估计-11

3.1.1 特征像素选取-11

3.1.2 映射函数-11

3.1.3 坐标插值-12

3.1.4 误差函数计算-13

3.2 相机位姿估计-14

3.2.1 基于相邻帧的位姿估计方法-14

3.2.2 基于关键帧的位姿估计方法-15

第四章 里程计后端模型-16

4.1 位姿图搭建-16

4.2 位姿图完善-16

4.3 位姿图优化-17

第五章  实验测试-19

5.1 实验结果度量方法-19

5.2 实验环境介绍-19

5.3 实验结果及分析-20

5.3.1  fr1/desk上的实验结果及分析-20

5.3.2  fr2/desk上的实验结果及分析-22

第六章  总结与展望-25

6.1 总结-25

6.2 展望-25

参考文献-26

致  谢-27