视觉SLAM直接法简介 王锐

个人介绍
读博:TUM 机器视觉组 computer vision group
工作:微软 苏黎世 虚拟现实和混合显示组

1基础知识

三维几何学
epipolar geometry,一个点对提供1个约束方程。
特征点法 versus 直接法
SLAM: Tracks the pose of the camera in a map and simultaneously estimates the parameters of the environment map.
SfM:图像可以是无序的
VO with local map
VO w/o local map

特征点法 Re-projection Error
two-view one-point
像素位置差
Multi-view multi-point
卷帘效应,不同像素的曝光时间不同

直接法核心 Photometric Error
Two-view one-Point
像素颜色差 image wrapping
假设:对应的点在不同图像中的颜色一样
光度标定

warping function

2代表工作

应用
与特征点法结合

Direct image alignment
仿射变换参数: a i a_i ai, b i b_i bi 一张图两个参数
单目:Pure temporal stereo does not constraint scale well. 时序上的双目
Direct Sparse Odometry是VO。
Introduce static stereo to address it.
看似很简单,实际很重要!
找到一个巧妙的方法来对尺度进行绝对限制。

Cityscapes Dataset

Next step after large-scale SLAM: Semantic mapping
PCA Model for cars
有向距离场,signed distance fields ⇒ \Rightarrow 5个主成分
轮廓线误差定义:
激光雷达的点作为ground-truth考虑。
没有残差的解析表达式。
有一些截断和遮挡,效果仍旧很好。

相机在线光度标定
光源,平面,反射,相机镜头,相机传感器,曝光时间内能量积累,响应函数输出,输出图像

暗角???
三个factor:响应函数 f f f (response), 暗角(vignetting),曝光时间(runtime)
光度一致性假设 Brightness Constancy Assumption!
plug-and-play 即插即用
O ( x ) = f ( e V ( x ) L ) O(x)=f(eV(x)L) O(x)=f(eV(x)L)
L: radiance 辐射亮度
I: irradiance 辐射照度
V(x): 暗角,。。。
f: 响应函数,100个相机的响应函数

引入特征点进行回环检测

place retrieval 位置检索

3展望

局限性
未来工作和潜力

Loop detection and re-localization is not as straightforward as for feature-based methods.
随机采点。

增强点的描述性:颜色换成稠密的描述子,跨季节、时间和天气
充分利用点云:

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