兵工学报 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (1): 156-165.doi: 10.12382/bgxb.2023.0568
收稿日期:
2023-06-13
上线日期:
2024-01-30
通讯作者:
YUE Shengzhe, WANG Zhengjie*()
Received:
2023-06-13
Online:
2024-01-30
摘要:
针对传统语义实时定位与建图(Semantic real-time Localization and Mappling,SLAM)算法在动态环境下剔除特征点过多、造成定位精度降低的问题,提出一种基于实例分割与光流的视觉语义SLAM算法。算法使用Mask R-CNN网络对图像中的潜在动态物体进行实例级别的分割,同时在光流线程中对动态物体进行识别并剔除,随后使用剩余的静态光流点与静态特征点联合优化定位,实现语义信息与光流信息的充分融合利用。使用公开数据集测试和地面无人平台实验对所提方法进行验证。实验结果表明,在TUM数据集下,新方法的定位均值误差相比ORB-SLAM2平均提高75%,相比Dyna-SLAM平均提高8.5%。
中图分类号:
岳胜哲, 王正杰. 基于实例分割与光流的动态环境SLAM[J]. 兵工学报, 2024, 45(1): 156-165.
YUE Shengzhe, WANG Zhengjie. A SLAM in Dynamic Environment Based on Instance Segmentation and Optical Flow[J]. Acta Armamentarii, 2024, 45(1): 156-165.
编号 | ORB-SLAM2 | DYNA-SLAM | 本文算法 | |||
---|---|---|---|---|---|---|
RMSE | STD | RMSE | STD | RMSE | STD | |
sitting_static | 0.009 | 0.004 | 0.006 | 0.003 | 0.006 | 0.003 |
walking_static | 0.328 | 0.115 | 0.037 | 0.043 | 0.034 | 0.039 |
walking_xyz | 0.892 | 0.480 | 0.091 | 0.057 | 0.075 | 0.050 |
表1 TUM数据集绝对轨迹误差对比
Table 1 Comparison of absolute trajectory errors in TUM datasets
编号 | ORB-SLAM2 | DYNA-SLAM | 本文算法 | |||
---|---|---|---|---|---|---|
RMSE | STD | RMSE | STD | RMSE | STD | |
sitting_static | 0.009 | 0.004 | 0.006 | 0.003 | 0.006 | 0.003 |
walking_static | 0.328 | 0.115 | 0.037 | 0.043 | 0.034 | 0.039 |
walking_xyz | 0.892 | 0.480 | 0.091 | 0.057 | 0.075 | 0.050 |
序列 | ORB-SLAM2 | 本文算法 | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
RMSE | Mean | Max | Min | RMSE | Mean | Max | Min | |
01 | 9.558 | 8.025 | 16.98 | 4.398 | 6.229 | 6.074 | 11.958 | 1.502 |
02 | 6.816 | 5.621 | 15.005 | 0.483 | 5.006 | 3.978 | 10.262 | 0.251 |
04 | 1.154 | 1.057 | 1.846 | 0.506 | 1.147 | 1.165 | 2.149 | 0.105 |
06 | 0.801 | 0.716 | 1.290 | 0.480 | 0.597 | 0.741 | 1.086 | 0.323 |
表3 KITTI数据集绝对位姿误差对比
Table 3 Comparison of absolute pose errors in KITTI dataset
序列 | ORB-SLAM2 | 本文算法 | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
RMSE | Mean | Max | Min | RMSE | Mean | Max | Min | |
01 | 9.558 | 8.025 | 16.98 | 4.398 | 6.229 | 6.074 | 11.958 | 1.502 |
02 | 6.816 | 5.621 | 15.005 | 0.483 | 5.006 | 3.978 | 10.262 | 0.251 |
04 | 1.154 | 1.057 | 1.846 | 0.506 | 1.147 | 1.165 | 2.149 | 0.105 |
06 | 0.801 | 0.716 | 1.290 | 0.480 | 0.597 | 0.741 | 1.086 | 0.323 |
序列 | DYNA-SLAM | 本文方法 |
---|---|---|
00 | 3.505 | 2.853 |
01 | 9.003 | 8.720 |
02 | 5.219 | 4.723 |
03 | 1.299 | 1.195 |
04 | 1.591 | 1.292 |
05 | 1.779 | 1.499 |
06 | 0.824 | 0.721 |
07 | 2.489 | 2.232 |
08 | 3.291 | 2.965 |
09 | 2.564 | 2.181 |
10 | 2.743 | 2.276 |
表4 同类型算法绝对位姿误差对比
Table 4 Comparison of absolute pose errors of algorithms of the same type
序列 | DYNA-SLAM | 本文方法 |
---|---|---|
00 | 3.505 | 2.853 |
01 | 9.003 | 8.720 |
02 | 5.219 | 4.723 |
03 | 1.299 | 1.195 |
04 | 1.591 | 1.292 |
05 | 1.779 | 1.499 |
06 | 0.824 | 0.721 |
07 | 2.489 | 2.232 |
08 | 3.291 | 2.965 |
09 | 2.564 | 2.181 |
10 | 2.743 | 2.276 |
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doi: 10.12382/bgxb.2022.0240 |
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[1] | 张福斌, 张炳烁, 杨玉帅. 基于单目/IMU/里程计融合的SLAM算法[J]. 兵工学报, 2022, 43(11): 2810-2817. |
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