改进ORB-SLAM2算法的关键帧选取及地图构建研究

来源：电子测量技术杂志2022年第20期北京时间：

作者：徐 武，高寒，王欣达，张 强，秦浩然，吴庆畅

单位：1. 云南民族大学 电气信息工程学院，昆明 650031;2. 中国石油运输公司 乌鲁木齐 830014;3.云南民族大学 澜湄职业技术学院，昆明 650031

摘要：针对传统ORB-SLAM2算法精度较低、图片帧跟踪容易丢失的问题，以及没有构建稠密点云地图与OctoMap的问题，原本构建的稀疏点云地图不能直接应用于机器人的三维路径规划。本文在传统ORB-SLAM2算法基础上，对关键帧的选取进行了改进。首先，在传统的ORB-SLAM2算法的基础上，在相邻图像帧间添加相对运动量的综合变换因数，并添加帧间特征点跟踪来提高关键帧选取的准确性；然后，使用已选取关键帧进行稠密点云地图与OctoMap的构建；最后，在TUM 数据集上进行验证，并基于真实环境进行物理测试。实验结果表明，改进的关键帧选取方法在保证关键帧选取的准确性和快速性的前提下，可以增加ORB-SLAM2算法定位精度，有效的缓解了图片帧跟踪易丢失问题，并且构建的八叉树地图可直接用于机器人的三维路径规划。

关键词：ORB-SLAM2算法; 关键帧选取; 相对运动量; 八叉树地图

基金资助：国家自然科学基金(U1802271)；少数民族优秀文化保护传承工程项目（2021YNMW005）