《论文笔记》Adaptive decentralised_cooperative_vision_based_simultaneous_localization_and_mapping_for_mult
名字太長了,放不下~ 全名是:
Adaptive_decentralised_cooperative_vision_based_simultaneous_localization_and_mapping_for_multiple_UAV
時間:2011
作者:
創新點:
??提出一種分布式架構,可用于基于視覺的UAV協作SLAM。同時提出一種特征提取方法(ACI)
??本文認為多機協同難點:通信資源有限
實現條件:
??多UAV(配置立體照相機及IMU)、UAV之間互相不知道位置、UAV可獨自運行VSLAM
行文結構:
??背景→單機VSLAM(主要介紹單機處理模型、UAV觀察模型、非線性濾波器)→協同DC-VSLAM→仿真實驗
通信模型:
??多agent通信,兩兩匹配后互傳信息
理論結構:
??如左圖,每個UAV執行單機VSLAM并保存pose和map信息,當兩UAV提取到相同特征時進行融合。
??核心問題:如何確定兩個UAV進行融合?
??解決方法:根據每個UAV的特征(平均值、標準偏差)將每個UAV抽象成為橢圓。若橢圓有交集認定其存在相同特征,進行數據交互。右圖中Coop為1認為存在交互,互相傳遞Feature Pos and Cov。
??形成global map前一個CI(Covariance Intersection)過程,可以作用于特征,便于特征提取。介紹幾種CI算法([15][16][17][18][19]都存在缺點),基于FCI提出了本文的ACI(相較于FCI,ACI可以適應動態場景——UAV)
分布式和中心化比較:
??1)抽象(中心化缺點):(1)一個錯,全局錯 (2)UAV要依賴于地面基站,移動范圍有限(受通信和時延限制)
??2)具體(對照CC-VSLAM):在有回環檢測情況下精度基本一致,但分布式的實時性、動態性都更好
DC-VSLAM實現算法:
仿真實驗:
??紅UAV實現了回環,綠UAV沒有。通過shared region優化路徑,比起INS更貼合與實際
局限性分析:
??1.本文實現了分布式的結構,但UAV之間要實現兩兩一組判斷是否有特征交集,組成完全圖。不適用于數量過多的無人機(可能時延會超過中心化)
??2.本文的global map依賴于UAV之間產生接觸,如果沒有接觸UAV所保持的都不是全局圖。
同一研究機構有兩篇相關之作:
1.Robust Cooperative UAV Visual SLAM(2011)
2.Experimental Research on Cooperative vSLAM for UAVs(2013)
第一篇是在本文的單機VLSAM的基礎上再次實現C-VSLAM。不過使用的是中心化方法。詳細內容可見另一篇《論文筆記》Robust Cooperative UAV Visual SLAM
第二篇沒有使用NH∞去實現單機VSLAM而是使用EIF(extended information filter)+CI(covariance intersection)的方式實現C-VSLAM,也是分布式結構。詳細內容可見另一篇《論文筆記》Experimental Research on Cooperative vSLAM for UAVs
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總結
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