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摘 要
Abstract
目 录
第 1 章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 国内外相关领域研究进展及分析
1.2.1 地外星体表面探测器发展概况
1.2.2 视觉/惯性SLAM技术发展概况
1.2.3 多机器人协同探测技术发展概况
1.3 论文的研究思路和内容安排
第 2 章 理论基础
2.1 引言
2.2 单目视觉/惯性SLAM问题的数学表述
2.3 刚体位姿表示
2.3.1 刚体姿态
2.3.2 刚体三维运动
2.4 惯性测量
2.4.1 惯性传感器测量模型
2.4.2 惯性测量信息预积分
2.5 视觉观测
2.5.1 单目相机测量模型
2.5.2 视觉特征点
2.5.3 相机运动估计
2.6 基于非线性优化的状态估计
2.6.1 极大似然估计与最小二乘问题
2.6.2 优化算法
2.6.3 图优化与Bundle Adjustment
2.7 本章小结
第 3 章 视觉/惯性融合位姿估计
3.1 引言
3.2 估计器初始化
3.2.1 视觉观测初始化
3.2.2 视觉/惯性对齐
3.3 基于滑动窗口的解耦合单目视觉/惯性里程计
3.3.1 惯性测量残差
3.3.2 视觉观测残差
3.4 边缘化
3.4.1 状态边缘化原理
3.4.2 针对旋翼飞行器运动特点的边缘化策略
3.5 本章小结
第 4 章 重定位、全局优化与地图融合
4.1 引言
4.2 回环检测与重定位
4.2.1 基于DBoW词袋的地点识别
4.2.2 回环检测
4.2.3 滑动窗口内重定位
4.3 全局位姿图优化
4.3.1 误差积累
4.3.2 4自由度位姿图优化
4.4 基于位姿图的地图融合
4.4.1 地图存储与重用
4.4.2 地图间重定位与地图融合
4.5 本章小结
第 5 章 视觉/惯性组合导航和协同探测实验
5.1 引言
5.2 实验方案设计
5.3 数据集实验
5.3.1 位姿估计精度分析
5.3.2 地图融合实验
5.4 实物实验
5.4.1 机载飞行回环实验
5.4.2 手持快速运动长轨迹回环实验
5.4.3 地图融合实验
5.4.4 泥土地表低空飞行实验
5.5 火星表面仿真场景实验
5.6 实验结果总结分析
5.7 本章小结
结 论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
哈尔滨工业大学学位论文原创性声明和使用权限
致 谢
