单目SLAM中基于单应性的快速地平面检测方法

来源：电子测量技术杂志2025年第16期北京时间：

作者：陈晔鑫，张涛

单位：1.东南大学仪器科学与工程学院 南京 210096;2.东南大学微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室 南京 210096

摘要：在视觉同步定位与建图（SLAM）中，地面信息不仅可以提供重力方向的参考，还能有效辅助障碍物的识别，因此地平面的准确检测对于机器人导航至关重要。针对计算资源受限、缺乏深度信息的单目视觉SLAM地平面估计问题，本文提出了一种基于单应性的地面检测方法。首先，通过RANSAC方法对初始环境下的匹配特征点对计算单应性矩阵，获取初始地平面和相应的地面点云。随后，基于已获得的地面种子点，在SLAM建图过程中结合单应性估计与动态增长策略，逐步扩展地面点云，以实现低计算成本下对地平面的精确分割。实验结果表明，所提方法在公开数据集和本地测试数据上的分割精度均超过92.52%，且地平面的角度误差小于0.13°，归一化平面距离误差小于0.008，验证了该方法的有效性。同时，所提出的算法仅增加了4.57%的计算耗时，能够满足实时运行要求。

关键词：地平面检测;单应性;单目视觉SLAM;平面拟合;动态增长

基金资助：广东省基础与应用基础研究基金(2024A1515010269)项目资助