슬라이딩 윈도우 및 공시관계 강화 기반 다중 비전 동시 위치추정 및 지도작성 루프 감지

QI Guangyu ,  

LI Linyang ,  

WANG Ancheng ,  

LI Yibo ,  

GUO Wenzhuo ,  

ZHAO Dongqing ,  

摘要

다중 비전 동시 위치추정 및 지도작성(Simultaneous Localization and Mapping, SLAM)의 루프 감지는 로봇 내부 루프와 로봇 간 루프로 나뉘며, 각각 국부 궤적 최적화와 로봇 간 상대 자세 획득에 사용된다. 조명 변화와 시점 차이가 있는 환경에서 다중 비전 SLAM의 루프 감지가 부정확하고 오검출 및 누락 발생이 쉬운 문제를 해결하기 위해, 슬라이딩 윈도우와 공시관계 강화 기반 다중 비전 SLAM 루프 감지 방법을 제안한다. 슬라이딩 윈도우 기반 후보 프레임 필터링 메커니즘을 구축하고, 영상 유사도 점수의 평균과 분산으로 검출 임계값을 조정하여 루프 누락 문제를 방지한다. 로봇 내부 루프가 시간적 연속성을 가지는 특징에 대해 슬라이딩 윈도우 기반 시간 일관성 검사를 도입해 유사 장면으로 인한 우발적 오검출을 효과적으로 제거한다. 마지막으로 공시관계 강화 기하학적 검증 방법을 설계하여 공시 프레임을 도입해 지역 서브그래프를 구성하고 관측 시야를 확장하여 루프 감지 품질을 크게 향상시켰다. 야외, 터널, 지하 환경의 여러 데이터셋으로 실험 검증을 수행했으며, 결과는 DBOW2 방법과 비교해 고품질 루프 검출 비율이 6% 이상 향상되고 절대 궤적 오차가 10.0%~63.7% 감소했음을 보여준다.

关键词

자율 내비게이션; 다중 비전 동시 위치추정 및 지도작성; 로봇 내부 루프; 로봇 간 루프; 슬라이딩 윈도우; 공시관계

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