基于Vision-IMU的机器人同时定位与地图创建算法 被引量：15

1

作者 姚二亮 张合新 +2 位作者 张国良 徐慧 赵欣 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期230-238,共9页

为提高机器人在复杂环境下的定位精度和实时性,提出一种基于Vision-IMU的同时定位与地图创建算法。算法主要分为4个线程进行：跟踪、特征提取、局部建图和闭环。跟踪线程使用IMU信息辅助直接法进行像素点匹配,而后最小化重投影误差和IM... 为提高机器人在复杂环境下的定位精度和实时性,提出一种基于Vision-IMU的同时定位与地图创建算法。算法主要分为4个线程进行：跟踪、特征提取、局部建图和闭环。跟踪线程使用IMU信息辅助直接法进行像素点匹配,而后最小化重投影误差和IMU项误差,得到初步的机器人位姿估计。特征提取线程完成关键帧的特征点提取和描述子计算。局部建图线程利用光束平差法得到更加精确的机器人位姿轨迹和环境信息。闭环线程检测闭环,并利用闭环优化提高机器人轨迹和环境信息的一致性。公开的Euroc数据集实验表明,算法能够处理光线变化环境,实时地得到更准确的机器人定位。特别是相机剧烈运动产生运动模糊时,算法依然保持较高的定位精度。 展开更多

关键词 同时定位与地图创建 视觉 惯性测量单元 光束平差法

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电子经纬仪工业测量系统的光束平差法数据处理 被引量：7

2

作者 邹峥嵘 曾卓乔 《工程勘察》 CSCD 北大核心 2000年第2期53-54,61,共3页

将电子经纬仪角度观测值转换为虚拟像点坐标观测值， 采用光束平差法进行工业测量系统的数据处理， 程序无需提供外方位元素及物点坐标初值， 试验场结果证明了这种方法的有效性。

关键词 电子经纬仪 工业测量系统 光束平差法

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融合直接法与特征法的快速双目SLAM算法 被引量：13

3

作者 张国良 姚二亮 +1 位作者 林志林 徐慧 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期879-888,共10页

为了实时得到搭载双目相机的机器人准确的3维位姿状态和环境信息,提出一种融合直接法与特征法的双目SLAM(同时定位与地图创建)算法.该算法主要分为4个线程:跟踪线程、特征提取线程、局部建图线程和闭环线程.跟踪线程通过最小化图像光度... 为了实时得到搭载双目相机的机器人准确的3维位姿状态和环境信息,提出一种融合直接法与特征法的双目SLAM(同时定位与地图创建)算法.该算法主要分为4个线程:跟踪线程、特征提取线程、局部建图线程和闭环线程.跟踪线程通过最小化图像光度误差,获取双目的初始位姿估计和特征对应关系,而后通过最小化局部地图点的重投影误差,得到更为准确的机器人位姿估计.特征提取线程负责提取关键帧的关键点和描述子,能够保证待处理的关键帧较多时不影响后续局部建图线程的执行.局部建图线程管理局部地图,执行局部BA(光束平差法),优化局部关键帧位姿和局部地图点的位置,提高SLAM的局部一致性.闭环线程通过对关键帧的闭环检测和优化,提高SLAM的全局一致性.另外利用闭环线程处理机器人被绑架后重回已探测环境的定位问题.KITTI数据集、TUM数据集以及采集的双目数据实验表明,本文算法相对于ORB-SLAM2算法,在保证定位精度的同时,有效提高了相机位姿的输出帧率,并且在机器人被绑架的情况下,能够得到更为丰富的姿态信息和环境信息. 展开更多

关键词 同步定位与地图创建 直接法 特征法 光束平差法 闭环

原文传递

投影仪和双相机组成的三目立体视觉系统标定方法 被引量：12

4

作者 周舵 王鹏 +2 位作者 孙长库 董美涵 付鲁华 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期112-122,共11页

在完成对投影仪的参数标定后可将投影仪看作另一个相机,并将其与双目相机组成三目立体视觉系统。不同于借助高精度平面靶标的传统标定法,本文只需一个简易制作的无标识白纸靶标即可获得由双目系统提供的特征点世界坐标。使用线性模型和... 在完成对投影仪的参数标定后可将投影仪看作另一个相机,并将其与双目相机组成三目立体视觉系统。不同于借助高精度平面靶标的传统标定法,本文只需一个简易制作的无标识白纸靶标即可获得由双目系统提供的特征点世界坐标。使用线性模型和包含薄棱镜畸变系数的畸变校正模型完成对投影仪的初步参数标定,采用改进的光束平差法对投影仪与双相机的参数进行全局最优估计。标定验证实验结果表明,改进的光束平差法可以实现参数的优化。对标准平面的测量对比实验证明,三目立体视觉系统可以提高测量精度。 展开更多

关键词 机器视觉 立体视觉 条纹投影 投影仪标定 光束平差法

原文传递

以电子经纬仪为传感器的无接触三维精密定位测量系统 被引量：8

5

作者 李小鹏 《测绘工程》 CSCD 1995年第1期31-37,共7页

无接触三维精密定位测量系统,测量速度快、精度高、通用性强,不受测量物体大小和形状的限制。近十几年来,在工业测量领域中得到了较广泛的应用。本文介绍了以电子经纬仪为传感器的此类系统的组成、原理,详细地讨论了摄影测量中的光束平... 无接触三维精密定位测量系统,测量速度快、精度高、通用性强,不受测量物体大小和形状的限制。近十几年来,在工业测量领域中得到了较广泛的应用。本文介绍了以电子经纬仪为传感器的此类系统的组成、原理,详细地讨论了摄影测量中的光束平差法用于处理经纬仪方向观测值的问题。 展开更多

关键词 电子经纬仪 无接触三维精密定位测量系统 光束平差法

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基于航拍图像的输电线弧垂测量研究 被引量：8

6

作者 陆琴心 陈巍 王威 《计算机应用与软件》 北大核心 2019年第4期108-111,共4页

高压输电线的弧垂是线路设计和运行的重要指标,关系到线路的运行安全,必须控制在设计规定的范围内。输电线弧垂测量是国内外电力部门和研究机构的重点研究内容。基于无人机多角度采集序列航拍图像,光束平差法优化和建立立方体网格点阵模... 高压输电线的弧垂是线路设计和运行的重要指标,关系到线路的运行安全,必须控制在设计规定的范围内。输电线弧垂测量是国内外电力部门和研究机构的重点研究内容。基于无人机多角度采集序列航拍图像,光束平差法优化和建立立方体网格点阵模型,获得输电线在实体空间的线路参数,实现弧垂的测量。实验结果表明,该方法成本低、效率高、安全可靠,适合在复杂的地理条件下应用,测量精度也能满足监测需要。 展开更多

关键词 弧垂测量 航拍图像 光束平差法 立方体网格点阵

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光束平差法中的一种改进LM算法 被引量：6

7

作者 李国民 宿梦瑶 朱代先 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2022年第1期152-159,共8页

针对视觉SLAM后端非线性优化存在计算速度慢、优化效果差等问题,采用BA图优化方法,对其求解策略列文伯格-马夸尔特(LM)算法进行改进,改善LM算法计算过程中雅可比矩阵可能存在的奇异性或病态问题,增强LM算法的稳定性,提高LM算法的效率和B... 针对视觉SLAM后端非线性优化存在计算速度慢、优化效果差等问题,采用BA图优化方法,对其求解策略列文伯格-马夸尔特(LM)算法进行改进,改善LM算法计算过程中雅可比矩阵可能存在的奇异性或病态问题,增强LM算法的稳定性,提高LM算法的效率和BA-SLAM的精度。改进的算法将前一次的迭代结果引入到后一次信赖域半径的计算中,可减小因当前解远离解集时目标函数较大所产生的影响,同时在不假设雅可比矩阵非奇异的条件下,使其具有二阶收敛性,提高算法的稳定性和计算速度,提升光束平差法中LM算法的稳健性与效率。仿真实验结果表明,提出的改进LM算法与传统LM算法和文献[6]提出的改进LM算法相比,在相同精度时使用的迭代次数更少,计算效率高;采用改进LM算法的光束平差法具有更高的优化精度和稳健性。 展开更多

关键词 后端优化 光束平差法 重投影误差 最小二乘 LM算法

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基于标记点的多帧透视图像三维重建算法 被引量：5

8

作者 张维中 张丽艳 +2 位作者 张辉 周玲 王小平 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第16期1711-1715,共5页

提出了基于标记点的射影和欧氏重建方法,采用编码点和非编码点等标记点方式,利用编码点确定单CCD相机的外部姿态参数,用非编码点确定空间三维点的三维坐标。与已有方法比较,该方法有两个主要特点:①利用编码点进行加权迭代,由于编码点... 提出了基于标记点的射影和欧氏重建方法,采用编码点和非编码点等标记点方式,利用编码点确定单CCD相机的外部姿态参数,用非编码点确定空间三维点的三维坐标。与已有方法比较,该方法有两个主要特点:①利用编码点进行加权迭代,由于编码点易于点对精确匹配,提高了算法的运算效率和重建精度;②将绝对二次曲面Ω的本质条件rank(Ω)=3施加到射影畸变矩阵中,提高了算法的鲁棒性。实验结果表明,利用该方法产生的三维重建点精确可靠,能够满足逆向工程等应用的要求。 展开更多

关键词 三维重建 标记点 绝对二次曲面 光束平差法

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一种基于光束平差法的双目鱼眼系统标定方法 被引量：2

9

作者 乌彩妮 王国珲 杜哲琪 《西安工业大学学报》 CAS 2023年第1期32-40,共9页

针对双目鱼眼系统畸变偏大导致标定误差较大的问题,文中提出了基于光束平差法的双目鱼眼系统标定方法。通过灰度质心法获取标定板的特征点(圆心)坐标并进行排序;基于Kannala鱼眼相机模型和张正友标定法对双目鱼眼系统进行标定,获取系统... 针对双目鱼眼系统畸变偏大导致标定误差较大的问题,文中提出了基于光束平差法的双目鱼眼系统标定方法。通过灰度质心法获取标定板的特征点(圆心)坐标并进行排序;基于Kannala鱼眼相机模型和张正友标定法对双目鱼眼系统进行标定,获取系统内外参数及畸变参数;将得到的初始标定参数与特征点的三维空间坐标作为待优化集合,利用光束平差法结合LM法和雅可比稀疏矩阵对该集合进行迭代优化,使得双目鱼眼系统的重投影误差最小。实验表明:相比于传统的双目鱼眼系统标定方法,提出方法的重投影误差减小了52.64%。 展开更多

关键词 相机标定 双目鱼眼系统 光束平差法 特征点排序

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一种基于光束平差法的相机标定方法 被引量：6

10

作者 邓琳蔚 王治 +4 位作者 张梦梦 王静 李大威 任杰轩 金鹏 《兵工自动化》 2020年第2期8-13,共6页

为解决多目视觉测量系统中,相机标定精度要求高、标定视场范围广等问题,提出一种基于光束平差法的相机标定方法。利用立体视觉原理重构各个编码点的空间坐标,通过相机成像模型将编码点投影到图像中,并利用Levenberg-Marquardt方法最小... 为解决多目视觉测量系统中,相机标定精度要求高、标定视场范围广等问题,提出一种基于光束平差法的相机标定方法。利用立体视觉原理重构各个编码点的空间坐标,通过相机成像模型将编码点投影到图像中,并利用Levenberg-Marquardt方法最小化编码点的投影点与图像中对应像点之间的投影误差,获得最优的相机参数。实验结果表明:该方法的最大标定误差为0.0529像素,相机标定精度高、应用场景灵活,满足工业应用需求。 展开更多

关键词 多目视觉系统 相机标定 标定参照物 光束平差法

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融合视惯RTK的非接触高精度点位测量方法

11

作者 裴凌 邓怡琳 +3 位作者 李涛 刘国庆 计洁 王超 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期663-670,680,共9页

为解决信号受遮挡或物理不可达区域的高精度点位测量问题,提出了一种融合视惯和实时差分定位(RTK)信息的非接触高精度点位测量方法。首先,利用由RTK测定的相机位置信息,在增量式重建中将相机位姿和特征点空间位置配准到全球地理坐标系下... 为解决信号受遮挡或物理不可达区域的高精度点位测量问题,提出了一种融合视惯和实时差分定位(RTK)信息的非接触高精度点位测量方法。首先,利用由RTK测定的相机位置信息,在增量式重建中将相机位姿和特征点空间位置配准到全球地理坐标系下;其次,在全局优化中引入视觉重投影误差、RTK测定的相机位置、惯性测量单元测定的相机姿态作为约束,以提升特征点空间位置的测量精度;最后,将图像中的特征点坐标从像平面坐标系映射到全球地理坐标系下,实现对场景中特征点位坐标的非接触性测量。与OpenMVG的对比实验表明:所提方法在3m和5m距离处的非接触性点位测量精度分别提高了87.25%和75.88%,验证了其在非接触性点位测量问题上的高精度。 展开更多

关键词 点位测量 视觉/IMU/RTK 光束平差法 增量式运动恢复结构算法

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基于无人机单目视频的视景三维重建 被引量：6

12

作者 刘睿 李斌兵 罗杰 《计算机工程与设计》 北大核心 2017年第1期160-164,共5页

传统无人机视景三维建模方法通常依赖多目光学拍摄设备或者额外的空间定位设备(如GPS等),这些都限制了无人机的应用场景,为此研制一种基于单目成像的无人机三维建模技术,在不需要额外空间定位设备的条件下实现三维场景的构建,在一定程... 传统无人机视景三维建模方法通常依赖多目光学拍摄设备或者额外的空间定位设备(如GPS等),这些都限制了无人机的应用场景,为此研制一种基于单目成像的无人机三维建模技术,在不需要额外空间定位设备的条件下实现三维场景的构建,在一定程度上扩展了无人机技术的应用范围。进行实验评估该算法的构建结果,结果验证了其可用性。 展开更多

关键词 无人机 单目视频成像 三维建模 光束平差法 增强现实

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基于视觉辅助优化的惯性可通行地图构建与行人定位方法 被引量：1

13

作者 崔岩 熊智 +3 位作者 邢丽 丁一鸣 彭政 李晓东 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期335-342,共8页

针对以惯性传感器为核心的室内行人导航系统存在长时间高精准定位问题,在基于历史信息约束的行人惯性定位方法基础上,提出了一种基于视觉辅助优化的惯性可通行地图构建与行人定位方法。以惯性传感器为核心,引入低频视觉信息优化行人轨迹... 针对以惯性传感器为核心的室内行人导航系统存在长时间高精准定位问题,在基于历史信息约束的行人惯性定位方法基础上,提出了一种基于视觉辅助优化的惯性可通行地图构建与行人定位方法。以惯性传感器为核心,引入低频视觉信息优化行人轨迹,在滤波框架下加入优化线程。在粒子滤波的基础上,提取图像的VLAD特征作为地标特征,结合位置信息与地标信息进行地标特征匹配,根据匹配结果采用光束平差法基于拓扑结构优化行人轨迹,最终通过粒子重采样实现位置误差修正。在总长度1450 m的楼宇行走实验中,与基于历史信息约束的行人惯性定位方法相比,所提方法的平均定位误差为1.50 m,定位精度提升约40%。 展开更多

关键词 行人导航 粒子滤波 拓扑结构 特征匹配 光束平差法

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融合双目视觉与惯导信息的高效视觉里程计算法 被引量：4

14

作者 潘林豪 田福庆 +1 位作者 应文健 佘博 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2021年第6期1739-1743,1769,共6页

为提高视觉里程计(VO)在大尺度环境下运行的实时性,提出一种融合双目视觉与惯导信息的视觉里程计算法,主要由前端位姿跟踪和后端局部地图优化两个线程组成。位姿跟踪线程首先使用惯导信息辅助光流法进行帧间特征点跟踪并估计相机初始位... 为提高视觉里程计(VO)在大尺度环境下运行的实时性,提出一种融合双目视觉与惯导信息的视觉里程计算法,主要由前端位姿跟踪和后端局部地图优化两个线程组成。位姿跟踪线程首先使用惯导信息辅助光流法进行帧间特征点跟踪并估计相机初始位姿;接着通过最小化图像光度误差获取当前帧像素点与局部地图点的对应关系;而后最小化当前帧上局部地图点的重投影误差和惯性测量单元(IMU)预积分误差,得到当前帧准确的位姿估计。后端局部地图优化线程对滑动窗口内的关键帧提取特征点并三角化新地图点,使用光束平差法(BA)对逆深度参数化表示的地图点位置、关键帧位姿、速度以及陀螺仪和加速度计零偏进行滑窗优化,为前端提供更加精确的局部地图相机位姿和环境信息。在EuRoC数据集上的实验表明,相比于ORB-SLAM2、ORB-SLAM3算法,该融合双目视觉与惯导信息的视觉里程计算法的定位精度略有下降,但可以较大程度地提高位姿跟踪的实时性。 展开更多

关键词 同时定位与地图构建 特征点法 直接法 传感器融合 光束平差法

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摄影测量相机成像模型参数的单图标定方法

15

作者 张楚涵 王君 +3 位作者 刘其林 董明利 孙鹏 燕必希 《激光杂志》 CAS 北大核心 2023年第12期63-69,共7页

为研究热控措施下温度波动引起的相机成像模型参数变化规律问题,提出了一种摄影测量相机成像模型参数的单图标定方法。摆放多张不同位置及姿态的同规格同精度标定板于相机视场内,为相机单图标定提供大量不同深度不同姿态及不同位置的已... 为研究热控措施下温度波动引起的相机成像模型参数变化规律问题,提出了一种摄影测量相机成像模型参数的单图标定方法。摆放多张不同位置及姿态的同规格同精度标定板于相机视场内,为相机单图标定提供大量不同深度不同姿态及不同位置的已知空间点阵约束信息,在有限空间内的连续时刻分别采集单张标定场景图像,通过多站位光束平差算法实现连续时刻下相机成像模型参数的标定。实验结果表明,此标定方法的空间点像面反投影误差标准差为0.48μm,标定精度为1/15像素,可为后续变温条件下相机成像模型参数变化规律的探究提供准确的温度与相机参数相对应的数据集。 展开更多

关键词 摄影测量 单图标定 共线方程 畸变系数 光束平差法

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基于近似相机内参数的精确三维欧氏重建算法 被引量：4

16

作者 吴玲达 邓宝松 +1 位作者 高宇 魏迎梅 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期2235-2240,共6页

提出一种并不需要精确知道相机内参数情况下序列图像的精确三维欧氏重建算法,与传统分层重建策略相比,利用现有数码相机的技术参数估计初始内参数,对序列图像进行准欧氏重建,避免了复杂繁琐的自定标过程。虽然从严格意义上讲,准欧氏重... 提出一种并不需要精确知道相机内参数情况下序列图像的精确三维欧氏重建算法,与传统分层重建策略相比,利用现有数码相机的技术参数估计初始内参数,对序列图像进行准欧氏重建,避免了复杂繁琐的自定标过程。虽然从严格意义上讲,准欧氏重建方法的初始结果仍为射影重建,但场景的结构已经非常接近欧氏模型,进一步通过基于最小化重投影误差的光束平差方法可以得到精确的三维欧氏模型,仿真数据以及真实图像的实验结果验证了算法的有效性和精确性。 展开更多

关键词 三维重建 准欧氏重建 光束平差法 重投影误差

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ORB-SLAM系统优化框架分析概述 被引量：4

17

作者 邱笑晨 赵晨旭 +1 位作者 张海 许辉 《导航定位与授时》 2019年第3期45-51,共7页

首先阐述了ORB-SLAM系统的核心思想和基本框架,介绍了SLAM系统中光束平差法的应用实现,然后针对视觉里程计部分不同的关键帧位姿优化过程分别进行了详细阐述,并利用KITTI数据集的不同序列的实验结果进行比较研究,给出了核心的光束平差法... 首先阐述了ORB-SLAM系统的核心思想和基本框架,介绍了SLAM系统中光束平差法的应用实现,然后针对视觉里程计部分不同的关键帧位姿优化过程分别进行了详细阐述,并利用KITTI数据集的不同序列的实验结果进行比较研究,给出了核心的光束平差法在ORB-SLAM中的具体工作方式及性能分析,最后讨论和分析了ORB-SLAM的优势和不足。 展开更多

关键词 视觉同步定位与地图构建 ORB-SLAM 光束平差法 位姿优化

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RGBD融合明暗恢复形状的全视角三维重建技术研究 被引量：4

18

作者 李健 杨苏 +1 位作者 刘富强 何斌 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2020年第1期53-64,共12页

为了高效、高精度、低成本地实现对物体的全视角三维重建,提出一种使用深度相机融合光照约束实现全视角三维重建的方法。该重建方法中,在进行单帧重建时采用RGBD深度图像融合明暗恢复形状(Shape from shading,SFS)的重建方法,即在原有... 为了高效、高精度、低成本地实现对物体的全视角三维重建,提出一种使用深度相机融合光照约束实现全视角三维重建的方法。该重建方法中,在进行单帧重建时采用RGBD深度图像融合明暗恢复形状(Shape from shading,SFS)的重建方法,即在原有的深度数据上加上额外的光照约束来优化深度值;在相邻两帧配准时,采用快速点特征直方图(Fast point feature histograms,FPFH)特征进行匹配并通过随机采样一致性(Random sample consensus,RANSAC)滤除错误的匹配点对求解粗配准矩阵,然后通过迭代最近点(Iterative closest point,ICP)算法进行精配准得出两帧间的配准矩阵;在进行全视角的三维重建时,采用光束平差法优化相机位姿,从而消除累积误差使首尾帧完全重合,最后融合生成一个完整的模型。该方法融入了物体表面的光照信息,因此生成的三维模型更为光顺,也包含了更多物体表面的细节信息,提高了重建精度;同时该方法仅通过单张照片就能在自然光环境下完成对多反射率三维物体的重建,适用范围更广。本文方法的整个实验过程通过手持深度相机就能完成,不需要借助转台,操作更加方便。 展开更多

关键词 RGBD融合 明暗恢复形状 相机运动估计 光束平差法

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面向光束平差法的视觉SLAM并行计算架构与实现 被引量：2

19

作者 成祥 陈迟晓 +1 位作者 翟鹏 张立华 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2022年第9期1931-1938,共8页

同步定位和建图(SLAM)是解决机器人探索未知环境的最基本的方法之一,它能够让机器人在无需预先获得场景定位基础结构的条件下便可以进行定位和避障.作为一个普遍而通用的解决方法,光束平差法被绝大多数的视觉SLAM算法的后端优化环节所采... 同步定位和建图(SLAM)是解决机器人探索未知环境的最基本的方法之一,它能够让机器人在无需预先获得场景定位基础结构的条件下便可以进行定位和避障.作为一个普遍而通用的解决方法,光束平差法被绝大多数的视觉SLAM算法的后端优化环节所采用,但实际应用中需要耗费大量的计算资源和时间.目前,视觉SLAM算法对算力要求越来越高,其中后端性能优化更是直接影响视觉SLAM算法的整个性能.本文提出一种基于FPGA的光束调整加速架构,该架构包括矩阵乘加加速器、舒尔补构造加速单元以及预处理共轭梯度求解器,能够有效地简化求解矩阵规模,以并行化方式加速求解后端优化方程.本文使用高层次综合来实现基于块的预处理共轭梯度加速器的并行化设计,比ARM计算平台提升了27.7倍的执行速度,节省了约95%的能耗,所提出的加速架构能灵活适用于采用各种视觉SLAM算法的光束平差法部分的运算. 展开更多

关键词 光束平差法 高层次综合 现场可编程门阵列 同步定位和建图

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一种用于SLAM的嵌入式光束平差法加速器设计 被引量：3

20

作者 刘强 秦书臻 +1 位作者 俞波 刘少山 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2020年第12期1281-1287,共7页

光束平差法是一种广泛应用于视觉SLAM系统后端的优化算法,但在实际应用中一直存在实时性差、能耗高的问题.本文在嵌入式FPGA平台上实现了一款针对相机位姿已知的光束平差算法的加速器.该加速器为计算中最耗时的雅可比矩阵更新和成本函... 光束平差法是一种广泛应用于视觉SLAM系统后端的优化算法,但在实际应用中一直存在实时性差、能耗高的问题.本文在嵌入式FPGA平台上实现了一款针对相机位姿已知的光束平差算法的加速器.该加速器为计算中最耗时的雅可比矩阵更新和成本函数计算模块定制化硬件计算架构.首先分析算法结构去除冗余计算,再根据算法数据相关性设计流水线和并行处理单元,利用时分复用的方法将雅可比矩阵更新和成本函数计算在同一硬件上实现,同时在算法中引入猜测执行进一步提高计算速度,既满足了性能要求,又减小了硬件消耗.在Xilinx xc7z020上的实验结果表明,本文设计的光束平差法加速器,相对于嵌入式ARM处理器有5.9倍的性能提升,同时节约能耗68.7%. 展开更多

关键词 光束平差法 现场可编程门阵列 同步定位与地图构建

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