针对室内高低动态环境的视觉SLAM算法研究

来源：电子测量技术杂志2024年第21期北京时间：

作者：符强，曾凡治，纪元法，任风华

单位：1.桂林电子科技大学广西精密导航技术与应用重点实验室 桂林 541004; 2.桂林电子科技大学信息与 通信学院 桂林 541004; 3.时空信息与智能位置服务国际联合实验室 桂林 541004

摘要：针对大多数经典视觉SLAM在室内的动态环境下鲁棒性不足问题，在基于ORBSLAM3算法框架之下，提出了一种可区分室内高低动态环境的视觉SLAM。首先提出一种根据连续多帧之间位姿变换做重投影误差来区分室内环境中的先验动态对象处于高动态还是低动态的算法。然后根据环境的高低动态决定是否结合YOLOv8-Seg实例分割网络对动态环境中的动态特征进行剔除，保证SLAM系统的跟踪精度。最后针对动态特征引起地图中出现重复性的地图点，在局部地图跟踪加入一种重复地图点消除算法，对动态环境中出现的重复地图点进行删除，进一步保证系统的稳定跟踪。在公开数据集TUM RGB-D上实验结果表明，改进后的算法相对于ORB-SLAM3算法在定位精度上均有提升，低动态环境下最大提升60.41%，高动态环境下最大提升94.65%。与其他动态特征去除算法相比，在大部分序列上实现了更高的定位精度，且在实时性上也更具优势。在所提算法有效解决SLAM应对室内动态环境的问题，提升了SLAM的定位精度。

关键词：同时定位与建图;ORB-SLAM3;YOLOv8-Seg;高低动态环境;重复地图点消除

基金资助：国家自然科学基金（U23A20280，62161007，62061010）、广西科技厅项目（桂科AD22080061，桂科AA23062038,桂科AB23026120）、广西精密导航与应用重点实验室基金（DH202308）项目资助