北京交通大学

基于图像增强和自适应阈值的语义视觉SLAM系统:提升复杂光照与干扰环境下性能的探索

基于图像增强和自适应阈值的语义视觉SLAM系统:提升复杂光照与干扰环境下性能的探索

在快速发展的科技时代,视觉同步定位与建图技术备受瞩目。但不幸的是,在特定条件下,这种技术往往无法正常工作,这确实让人感到烦恼。不过,科学家们并未放弃,他们不懈努力,终于研发出了改进型的语义视觉SLAM系统,为这一领域带来了新的希望。这种技术,即视觉SLAM,在理论上应用广泛,前景看好。本文所提出的语义视觉SLAM系统,是在ORB-SLAM3的基础上进行了优化。该系统采用了自适应阈值与双阈值结合的提取特征点技术。

在快速发展的科技时代,视觉同步定位与建图技术备受瞩目。但不幸的是,在特定条件下,这种技术往往无法正常工作,这确实让人感到烦恼。不过,科学家们并未放弃,他们不懈努力,终于研发出了改进型的语义视觉SLAM系统,为这一领域带来了新的希望。

视觉SLAM技术的现状

视觉SLAM对于无人移动系统至关重要。目前,许多无人设备都利用它来执行导航和定位等任务。比如,在仓储物流领域,无人搬运车在光线充足、环境整洁的情况下,依靠视觉SLAM技术能高效工作。然而,在实际应用中,环境往往复杂多变。以老旧仓库为例,光线既不足又分布不均,这导致视觉SLAM技术容易出现定位偏差,甚至完全失效。此外,移动的物体也会对其造成很大干扰,导致定位不准确,进而影响整个工作流程的顺利进行。

这种技术,即视觉SLAM,在理论上应用广泛,前景看好。然而,由于存在的缺陷,它在一些复杂的实际场景中推广遇到了难题。这限制了无人移动系统的整体发展,同时也影响了依赖该技术的众多产业。

新系统改进功能一

本文所提出的语义视觉SLAM系统,是在ORB-SLAM3的基础上进行了优化。该系统运用了图像增强技术,例如通过直方图均衡化对图像进行增强。这种说法并非空谈,在实地实验中,比如在光线昏暗的地下停车场,应用此技术处理后的图像,视觉SLAM可以获取更加清晰和准确的信息。

该系统采用了自适应阈值与双阈值结合的提取特征点技术。在多个室外试验中,这种技术相较于传统方法,在提取特征点方面展现出更高的效率。特别是在强烈光照下的大型建筑表面,它使得视觉SLAM系统能够更迅速、更准确地识别出关键特征点,进而提高了定位的准确性。

提升视觉前端性能的关键在于增设目标检测线程。这一改进让系统具备了获取语义信息的能力。类比于厂房中安装了各种设备,目标检测线程能识别设备种类,并将信息传递给视觉SLAM系统。

语义信息系统使得特征点的去除和选择成为可能。在某城市桥梁检测的具体应用中,该系统能够从繁杂的背景信息中挑选出有用的特征点,并排除掉干扰项。这样,即便是在结构复杂的场景中,视觉SLAM技术也能保持准确运行,显著提升了系统的应用范围。

不同环境下的实验反馈

实验是在光线变化中进行的。比如,在一个能模拟从日出到日落的光照变化的实验场所,随着光线的持续变化,语义视觉SLAM系统能够很好地调整自己,并且能够满足定位的要求。

实验在微弱光照条件下同样获得了满意的效果。即便是在那间灯光昏暗的老车间,系统依旧能够持续稳定运行,这充分证明它在低光照条件下也能良好运作。即便是在光照不均的环境中,系统依旧表现优异,如在一边明亮一边阴暗的实验区域,它依然能保持稳定工作。面对不断变化的环境,系统同样表现出色,例如在人来人往的火车站大厅进行测试时,系统在动态干扰下仍能准确定位。

系统革新意义

这个语义视觉SLAM系统的创新对整个无人移动系统至关重要。技术上,它攻克了视觉SLAM在特殊光照和动态环境中定位常出问题的难题。在工业应用上,比如仓储物流、机场服务等,这一创新让无人设备工作更高效、更稳定。

研究人员从中获得启示。这激励了技术研究者们在图像增强等类似领域展开探索。这样的探索有助于促进机器人技术、图像处理等多个学科交叉领域的发展。

未来的展望

这项技术日渐成熟,我们理应探讨其未来发展的更多方向。例如,在诸如丛林、山地等更为复杂的户外环境中,它是否还能保持视觉定位的有效性。同时,加密技术以及拓展更多应用场景的实验和实施,是否能够不断加强这一技术的可靠性。

北京交通大学副教授_北京交通大学副教授_北京交通大学96年副教授

在各类工作场所中,对系统参数进行持续优化将是未来研究的重点。此外,探讨如何将此技术与其它相关技术更有效地结合,也是未来发展的一个趋势。

我想请教大家,若是将这种语义视觉的SLAM系统用于自动驾驶车辆,我们应当进行哪些调整和改进?期待听到你们的意见交流。若觉得这篇文章有价值,不妨点赞并转发。

更多内容