采用反向構成迭代的視覺SLAM直接法位姿估計

摘要：為了提高視覺SLAM相機位姿估計的計算效率,提出一種直接位姿估計方法。該方法無需逐幀進行特征提取和影像匹配,直接根據像點輻射信息構建非線性優化問題求解相機位姿。推導了基于灰度變換系數的直接法位姿估計平差模型及相應的反向構成迭代解法,利用常速運動模型構建合理初值假設,設計相應的關鍵幀判斷與創建準則,并基于ORB-SLAM系統框架進行實現,使其在保留間接法優點的同時,運算速度得以顯著提升。實驗結果表明:該方法估計每幀位姿僅需5.7ms,可以在保證同等精度的情況下,達到ORB-SLAM系統2倍以上的整體計算效率,基本滿足視頻影像實時穩健三維重建的要求。