基于ORB特征的图像误匹配剔除算法研究

针对随机抽样一致算法在误匹配剔除时存在稳定性不足、效率较低等问题,提出一种粗剔除与精剔除相结合的误匹配消除算法.该算法首先利用最小距离法对特征点进行筛选获得初始匹配点集;然后通过计算特征点的相关性实现精剔除;最后将该算法应用于ORB-SLAM2系统进行验证.试验结果表明,该算法可有效剔除误匹配特征点,获得匹配精度更高的...     

SLAM视觉特征点提取和匹配影响因素实验研究①

特征点提取和匹配是移动机器人SLAM最基本的视觉前端步骤,直接决定了SLAM定位和建图的效果。为了验证环境变化对不同特征点提取和匹配率的影响,首先利用RANSAC策略剔除误匹配,然后从光照强度、图像旋转、图像模糊、尺度变化和图像弱纹理因素的角度研究了SIFT、SURF和ORB特征点匹配效果。实验表明,ORB特征点完成图像之间匹配速度最快,对环境变化鲁棒性高,具有良好的运算性能和匹配特性,是一种理想的前端视觉特征点选择。     

基于ORB特征点匹配的多目标跟踪算法

视频中的多目标跟踪是计算机视觉领域的一个重要问题.针对多目标跟踪过程中由于目标缩放、旋转、扭曲以及遮挡等问题的存在导致目标易丢失的问题,提出了一种基于ORB特征点的多目标跟踪算法.首先利用"运动边缘生长"算法得到目标块,再利用目标块的ORB特征与特征模板的匹配来实现目标的关联.通过匹配过程,目标模板能够得到实时更新,即去除由噪声带来的过时的特征信息并添加进新的特征信息,保证特征模板的实时有效性,进而提高跟踪过程中匹配的可靠性.实验结果表明,本算法能够实时有效地处理目标由于形变以及局部遮挡而导致跟踪性能下降甚至跟踪目标丢失的问题,具有较好的鲁棒性.     

一种改进的ORB特征点匹配算法

针对ORB特征描述算法没有解决尺度不变性的问题,提出了一种将具有尺度不变性的BRISK特征描述符与ORB特征检测子相结合的特征点匹配算法;利用ORB特征检测子检测待测图像中的特征点,并借鉴BRISK特征描述算法的思想对检测到的特征点进行均匀采样,然后对采样到的特征点进行特征描述,最后使用暴力匹配的方法计算汉明距离从而完成特征匹配;通过实验验证了改进算法,有效地解决了ORB特征描述算法不具备尺度不变性的问题,相较于原ORB算法,改进算法的尺度不变性得到了有效提高且更加稳定、可靠,同时,改进算法的实时性也略优于原算法,适合于要求实时性高且尺度变化大的应用中。     

基于改进ORB的图像特征点匹配

鉴于ORB算法在特征点匹配时基本不具备尺度不变性,结合SIFT算法思想,提出了改进的ORB算法:SIRB(ORB and SIFT)。首先生成图像的多尺度空间,并在多尺度空间里检测稳定的极值点,使得提取出的特征点具有尺度不变信息;然后使用ORB描述子对特征点进行描述,生成旋转不变性的二进制描述子;最后通过Hamming距离完成对特征点的匹配。实验结果表明,SIRB有效地解决了ORB不具备尺度不变性的缺陷,在图像尺度发生变化时,SIRB算法特征点匹配的平均准确度达到约93.3%,相比于ORB提高了约70.7%;同时SIRB和ORB两种算法的匹配速度大致相当,SIRB保留了原ORB算法的快速优越性,平均匹配速度比SIFT快约63.2倍;将提出的SIRB算法应用到视频目标跟踪系统中,取得了良好的实验效果,具有一定的应用价值。     

一种基于非线性尺度空间的ORB特征匹配算法研究

ORB(Oriented FAST and rotated BRIEF)特征描述算法具有旋转不变性、匹配速度快的特点,但没有解决尺度不变性、误匹配率高的问题。针对此缺陷,提出一种改进的ORB特征点匹配算法,完成特征点的检测、匹配以及剔除误匹配。改进算法首先借鉴了A-KAZE基于非线性扩散滤波构建尺度空间的方法;其次利用ORB特征检测子在所构建的非线性尺度空间进行特征点的检测;再次对采集到的特征点生成特征描述子;最后在使用Hamming距离匹配的基础上再对其结果采用PROSAC算法剔除噪声点。实验结果表明,改进后的算法相较于原ORB算法,有效地解决了ORB算法不具备尺度不变性的问题,且匹配精度大幅提高,适用于尺度变化较大且实时性高的环境,具有较好的工程意义。     

一种改进的SIFT特征点匹配算法

提出一种改进的SIFT特征点匹配算法.以提高图像特征点匹配算法效率为目的,研究了SIFT特征点描述子基于欧氏最小距离测度的匹配算法.由于SIFT特征点检测算法检测到的特征点数量较大,且每个特征点描述子都是128维的向量,而基于欧氏最小距离测度的匹配算法要求,待匹配第一幅图像的每个特征点要和待匹配第二幅图像的所有特征点求距离,排序后寻找极值,这导致了算法效率较低.依据光学成像理论和双目视觉理论,由第一幅图像每个特征点的坐标,从行列两个方向缩小第二幅图像待匹配特征点坐标的搜索范围,在保持匹配精度的基础上,提高了算法的效率,算法速度约是原算法速度的2.7倍.     

基于ORB特征的改进RGB-D视觉里程计算法研究

提出一种基于ORB特征算子的改进RGB-D视觉里程计算法,针对移动机器人在室内环境定位时存在的精度低、系统处理速度慢等不足,首先对视觉里程计中ORB特征提取信息,采用四叉树形式划分,使特征信息提取均匀化;改进误匹配点剔除算法,缩小抽样点总量,有效剔除误匹配,提高机器人的位姿估计精度;最后,提出一种关键帧提取与筛选策略,利用局部地图判别关键帧,加快系统运行速度,减少跟踪丢失。仿真实验表明:改进后的视觉里程计算法鲁棒性更好,定位精度明显提高。     

基于RGB-D图像的视觉SLAM算法研究

针对主流的RGB-D SLAM系统精度较低并且仅生成稀疏点云地图的问题,提出一种改进的SLAM系统。前端采用改进的ORB特征提取算法,改进特征点簇集的问题;后端综合利用EPnP与ICP算法进行相机位姿优化,提高位姿估计精度;并增加稠密点云地图构建线程,得到场景的稠密点云地图,以用于机器人的导航与路径规划。在TUM数据集上,使用Kinect V2相机将改进的SLAM算法与ORB-SLAM2算法进行实验比对,验证了改进SLAM算法的综合性能优于ORB-SLAM2算法。     

基于改进FAST检测的ORB特征匹配算法

针对ORB(oriented FAST and rotated BRIEF)特征匹配算法在实时性要求较高领域效果不佳以及在复杂光照环境下匹配精确率较低的问题,提出了一种基于改进FAST(features from accelerated segment test)检测的ORB算法。首先,对待处理的灰度图像进行分类,剔除掉部分灰度变化率较低的区域,然后提取FAST特征点并计算描述子,最后采用汉明距离完成匹配。此外,在提取FAST特征点时,设计了一种自适应半径,利用图像对比度自适应调整检测半径,当图像对比度突变时依然能够保证期望的特征点数量。实验结果表明,改进后的ORB算法匹配时间缩短了16. 47%,大幅提高了在复杂光照环境下的匹配精确率,具有较强的鲁棒性和实时性。     

一种基于光度信息和ORB特征的建图SLAM

针对同步定位与建图(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)系统经常因为相机抖动及场景结构单一等问题而导致跟踪失败的情况,以及重建三维地图的任务,提出了一种混合SLAM方法(R-ORB SLAM).该方法采用一种基于光度误差的位姿粗略估计作为特征视觉里程计的先验,在ORB-...     

基于改进的FREAK算法的图像特征点匹配

针对采集图像时存在尺度、光线强度以及图像间旋转的差异等现象而导致图像匹配不理想的问题,提出了改进的FREAK算法(SURF-FREAK):将SURF算法和FREAK算法结合进行图像匹配。首先,利用Hessian矩阵确定候选点,进行非极大值抑制,提取的特征点具有尺度不变信息;然后用FREAK描述子对特征点进行描述,为特征点分配方向;最后利用最近邻算法进行图像配准。改进算法经实验与传统SIFT、SURF、以及FREAK算法比较分析后得知,在图像特征点匹配准确度上有一定的提高,并且对图像的尺度差异、光照差异以及旋转差异具有良好的鲁棒性。     

基于特征点局部特征值剔除误匹配特征点算法

为了解决经典的特征点匹配算法SIFT采用比率测试得到的匹配特征点集中存在大量误匹配,且对数量和准确度无法兼顾的情况,提出了基于特征点局部特征值剔除误匹配特征点算法。该算法以高阈值比率测试得到的结果为粗剔除匹配点集,基于三角形相似性原理,从该特征点集中筛选出3个匹配正确的特征点对,利用其分别在基准图像和实测图像中构建局部直角坐标系,根据匹配的特征点对在相似局部坐标系下局部特征值的相似度剔除误匹配特征点,实现精剔除。实验结果表明,本文算法可以有效的剔除SIFT算法匹配结果中的误匹配,同时,与低比率（0.6）测试匹配结果比较,准确度较高,降低了匹配正确的特征点被误剔除的概率。可见本文算法可有效的剔除误匹配特征点,获得准确度高的匹配点集。     

动态环境下改进ICP算法的RGB-D SLAM研究

针对传统的ICP(Iterative Closest Points)算法,无法满足室内动态环境下SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)算法的准确性要求,提出了一种融合特征点结构相似性判断的ICP改进算法;通过在特征点集中引入三角形结构约束,实现两组点集中的动态匹配点与误匹配点的剔除,进而提高ORB特征点匹配的准确性;与传统的SLAM算法相比,改进后的算法对相机位姿的估计更加准确;通过在Linux系统下的仿真实验,结合特征点三角几何约束的ICP算法能够有效解决动态对象对相机位姿估计的影响,提高RGB-D SLAM在动态场景下的定位精度。     

基于改进关键帧选择的RGB-D SLAM算法

关键帧选择是提高视觉SLAM(simultaneous localization and mapping)算法精度及实时性的重要因素.关键帧常以图像的帧间相对运动距离为选择依据.该方法虽简单有效,但实时性、鲁棒性较差且容易产生大量冗余关键帧.针对上述问题,提出一种改进的关键帧选择算法.该算法整合了帧间相对运动距离、帧间特征点跟踪以及最小视觉变化来选择关键帧并删除冗余关键帧.基于该算法,结合具有较好方向和光照不变性的ORB(oriented FAST and rotated BRIEF)特征,实现了RGB-D SLAM算法.在RGB-D数据集上的实验表明,改进的关键帧选择算法能够更精准、及时地选择关键帧,并在减少RGB-D SLAM中冗余关键帧的同时提高算法的实时性、建图和定位精度.     

基于特征匹配算法的双目视觉测距

距离测量作为障碍物检测以及路径规划的前提和基础是机器人研究领域的一个重要分支。在众多测距方法中,由于双目立体视觉具有信息丰富、探测距离广等优点被广泛应用。本文将改进的SIFT特征匹配算法应用到双目视觉测距与标定系统中。首先建立双目视觉测距模型,测量值由空间物点在左右摄像机下的像素坐标值决定;其次根据该模型的特点提出了基于平行光轴的双目立体视觉标定方法;最后利用改进的SIFT特征匹配算法,提取匹配点的像素坐标完成视觉测距。实验结果表明,根据测量数据对障碍物进行三维重建,相对距离与真实场景基本吻合,能够有效地指导机器人进行避障。     

基于优化ORB算法的图像角点特征匹配方法

针对传统ORB算法的图像角点特征匹配精度不高的问题,提出基于优化ORB算法的图像角点特征匹配方法;首先使用Shi-Tomasi算法检测图像角点特征,然后使用BRIEF和SURF相融合算法生成图像角点特征双描述子序列并使用随机投影原理进行降维,最后使用优化的匹配算法进行匹配,简称Shi-Tomasi-SURFORB算法,...     

基于RSSI的仿生SLAM算法研究

针对室内环境下移动机器人的定位问题,依靠视觉里程计进行的RatSLAM模型,通过局部场景模板匹配实现重定位来减少视觉里程计产生的累计误差。在静态环境下具有不错的鲁棒性,但在动态的环境中,如移动障碍物的出现,视觉里程计会提供错误的信息导致航迹出现较大的偏差,局部模板匹配由于环境的变化也会有错误匹配,导致移动机器人的定位精度不高,构图不准确。提出将RSSI定位与RatSLAM算法融合,通过信号定位提供的粗略定位点,确定精准区域的范围,用来修正位姿细胞和剔除错误模板以及达到对经历图的修正,实现了对原有RatSLAM算法的改进。     

基于改进ORB算法的特征点匹配

针对传统ORB算法不具有尺度不变性的问题及匹配速率的问题,提出改进ORB算法的特征匹配.将SURF算法与传统ORB算法结合,先利用SURF算法的尺度金字塔得到具有尺度不变性的特征点,解决特征点匹配的尺度性问题,再对用ORB算法生成的高维描述符进行降维处理,提高算法的匹配速率,最后用暴力匹配方式完成图像匹配.实验结果解决...