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VSLAM系統中的快速特征點(diǎn)匹配算法
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作者:
作者單位:

浙江師范大學(xué)物理與電子信息工程學(xué)院

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浙江省自然科學(xué)基金(No.LZ24F030009)項目資助


A Fast Feature Point Matching Algorithm in VSLAM System
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    摘要:

    連續圖像幀之間特征點(diǎn)匹配是視覺(jué)同步定位與建圖(VSLAM)技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)。針對VSLAM系統中連續圖像幀之間特征點(diǎn)匹配耗時(shí)且精度低的問(wèn)題,一種基于局部像素運動(dòng)模型的快速特征點(diǎn)匹配算法(LPMM)被提出。該算法基于運動(dòng)平滑約束假設,利用連續圖像幀中局部區域內的像素點(diǎn)的運動(dòng)具有一致性這一特性,將圖像劃分成局部網(wǎng)格區域后利用每個(gè)網(wǎng)格中的部分特征點(diǎn)估算該網(wǎng)格區域的運動(dòng)向量,并以此為基礎,計算下一幀匹配特征點(diǎn)的搜索范圍的中心點(diǎn);最終在計算出下一幀的中心點(diǎn)的局部鄰域內搜索與當前幀的特征點(diǎn)相匹配的特征點(diǎn)。實(shí)驗結果表明,所提出的匹配算法與廣泛使用的ORB-SLAM2中的投影匹配算法相比,平均匹配速度提高50%以上,匹配精度提升了約4%。

    Abstract:

    Feature point matching between consecutive image frames is a key technology in Visual Simultaneous Localization and Mapping (VSLAM). To address the issues of time-consuming and low accuracy in feature point matching between consecutive image frames in VSLAM systems, a fast feature point matching algorithm based on local pixel motion model (LPMM) is proposed. This algorithm is based on the assumption of motion smoothness constraint, utilizing the consistency of pixel motion within local regions in consecutive image frames. By dividing the image into local grid regions and estimating the motion vector of each grid using some feature points within the grid, the algorithm calculates the center point of the search range for matching feature points in the next frame. Finally, it searches for feature points that match the feature points in the current frame within the local neighborhood of the calculated center point in the next frame. Experimental results show that the proposed matching algorithm, compared with the widely used projection matching algorithm in ORB-SLAM2, has an average matching speed increase of over 50% and an accuracy improvement of approximately 4%.

    參考文獻
    相似文獻
    引證文獻
引用本文

謝東,張澤均,謝堅筱,周雅凱,蒙研. VSLAM系統中的快速特征點(diǎn)匹配算法計算機測量與控制[J].,2024,32(10):222-227.

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歷史
  • 收稿日期:2024-04-22
  • 最后修改日期:2024-05-07
  • 錄用日期:2024-05-08
  • 在線(xiàn)發(fā)布日期: 2024-10-30
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