视觉里程计技术综述
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滤波完成运动估计 。
１ ３ 总结 ．
Ｎｓｒ ｉ６ 的方法为 ：） ｔ ａ 在一个 确定 数 目的 图像 帧 问跟踪 特征 ， 在
三 帧图像 中 利用 五 点算 法 估 计 相 对位 姿 ， 随后 利 用 优先 Ｒ ＮＡ Ａ Ｓ Ｃ的方法迭代提纯 ；） ｂ 利用每一跟踪特征中的第一个和 最后一个观测值 ， 将观察 的特征跟踪通过三角测量法转换为三
Ａ ｓ ａｔ ｉ ａ ｏｏ ｅ ｙ Ｖ ｂ ｔ ｃ ：Ｖ ｓ ｌ ｄ ｍ ｔ （ Ｏ）ｉ ａｔ ｈ ｏ ｇ ｈｃ ｉ ｓ ｏｅｔ ａ ｅｍ ｔ ｎｂ ｓ ｇｖ ｕ ｌ ｎ ｒ ａｉ ，ｎ ｓｄｔｅ ｒ ｕ ｒ ｓ ｃ ｎ ｌ ｙｗ ｉ ａ ｓ ｍ ｔ ｔ ｏｉ ｙｕ ｉ ｉ ａ ｉｆ ｍ ｔ ｎ ａ ｄ ｕｅ ｅ ｏ ｈ ｍ ｔ ｉ ｅｈ ｏ ｎ ｓ ｏ ｏ ｈ
体视 觉里程计 ， 然后从 鲁棒性 、 实时性 和精确 性三 个方 面详细讨 论 了视 觉里 程计技 术 的研 究现 状 ， 最后 对 视 觉里
程 计 的发展趋 势进行 了展 望 。
关键词 ：视 觉里程计 ； 自主移动机 器人 ；单 目视 觉里程计 ；立体 视 觉里程计 ；鲁棒 性 ；实 时性 ；精确 性 中图分 类号 ：Ｔ ３ ３ ０ Ｐ ９．４ 文 献标 志码 ：Ａ 文章 编号 ：１０ — ６ ５ ２ １ ） ８ ２ ０ ． ５ ０ １３ ９ （ ０ ２ ０ ． ８ １０
ｌｐｍｅ ｔｔｅ ｄ ｏ ｏ ｎ ｒ ｎ ｆＶＯ．
Ｋｅ ｒ ｓ ｉｕ ｌｏ ｏ ｔ ； ａ ｔ ｎ ｍｏ ｓ ｍｏ ｉ ｏ ｏｓ ｍｏ ｏ ｕ ａ ｙ ｗｏ ｄ ：ｖ ｓ ａ ｄ ｍｅｒ ｙ ｕ ｏ ｏ ｕ ｂｌ ｒ ｂ ｔ ； ｅ ｎ ｃ ｌ ｒＶＯ；ｓｅ ｅ Ｏ ；ｒ ｂ ｓ ｅ ｓ ｅ ｌｔ ； ａ ｃ ｒ ｃ ｔｒ ｏ Ｖ ｏ ｕ ｔ ｓ ；ｒ ａ — ｍｅ ｃ ｕ ａ ｙ ｎ ｉ
ｄ ｉ１ ．９ ９ ｊｉ ｎ １０ －６ ５ ２ １ ． ８ ０ １ ｏ：０ ３６ ／．ｓ ．０ １３ ９ ．０ ２ ０ ．０ ｓ
Ｒｅ ｉｗ ｎ ｖｓ ａ ｄ ｍｅｒ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｖｅ ｏ ｉｕ ｌｏ ｏ ｔｙ ｔｃ ｎ ｌｇ
Ｉ － ｏ Ｊ Ｙｕ ｂ ，ＺＨＵ Ｘ ａ —ｈ ｕ， Ｌ ｉ ｎ，Ｚ Ｉ ｉｏｚ ｏ Ｕ Ｈｕ — ｍｉ ＨＡＮＧ Ｈｕ ｉ
单个 相机作为图像 获取 载体 ， 通常又包括利用折反射式的全 向
视觉里程计和一般透视 相机的非 全向视觉 里程计 ； 立体视觉里
在此过程 中， 机器人通过相机 所获取前 、 后两 帧图像 （ ） 间 对 之 的视觉特征匹配 ， 结合两 帧图像 （ ） 的极线 几何 约束 ， 对 间 在视
收 稿 日期 ：２ １－ ２２ ０ ２０ —０；修 回 日期 ：２ １ －３ ２ ０ ２ ０ —９
目视觉里程计和立体视觉里程计 。对 于视 觉里程计 ， 通常可以
从鲁棒性 、 时性 和精确性三方面进行评估分析 。本文将分别 实 对上 述内容进行综 述。
１ 视 觉 里程计 分 类
视觉 里程计 可以根 据系统所 配置 的相 机数分 为单 目视 觉 里程计 和立体 视觉 里程计 。单 目视觉里程 计是视 觉系统使用
ｏ ｏ ｅｒ ｔｏ ｎ ｔ ｅｐｒ ｃ ｓ ． ｅ ｍｅｈｏ ｆ ｒｎａ ｉ ａｉｎ ａ ｏ ａｉａｉｎ，ｈ ｓｔ ｃ ｎ ｌ ｙ ａ ｅ ｎ ａ ｐ ｉｄ ｉ ｈ ｕｔｎ— ｄ ｍ ｔｙ ｍｅｈ ｄ ｉ ｈ ｏ ｅ ｓ Ａｓａ ｎ ｗ ｔ ｄ ｏ ｖｇ ｔｏ ｎｄｌ ｃ ｌ ｔ ｚ ｏ ｔ ｉ ｅ ｈ ｏｏｇ ｈ ｓｂ ｅ ｐ ｌｅ ｎｔ ｅ ａ ｏ ｏ ｕ ｂ ｌ ｏ ｏｓ ｓ ｃ ｓｆ ｌｙ． ｈｉ ｐｅ ｎｒ ｄｕ ｅ ｗｏｏ ｈ ｓ ｏ ｌｒＶＯ ｃ ｒ ｎ ｃ ｌ ｒＶＯ ｎ ｔｒ ｏ ＶＯ ， ｍｏ ｓ ｍｏ ｉｅ ｒ ｂ ｔ ｕｃ ｅ ｓｕ ｌ Ｔ ｓｐａ ｒｉ ｔｏ ｃ ｄ ｔ ｆｔ ｅ ｍｏ ｔｐ ｐｕ ａ ｗｈｉｈ ｗｅｅ ｍｏ ｏ ｕ ａ ａ ｄ ｓｅｅ
ａ ｄ ｉ ａ ａｙ ｅ ｈ ｕ ｒ ｎ ｅ ｅ ｒ ｈ ｓａｕ ｆ ｒ ｍ ｏ ｕ ｔ ｅ ｓ ｒ ａ—ｉ ｎ ｃ ｕ ａ ｙ Ａｔ ａ ｔ ｉ ａｓ ｒ ｓ ｅ ｔｄ ｔ ｅ ｄ ｖ － ｎ ｔ ｎ ｌｚ ｄ ｔ ｅ ｃ ｒ ｔｒ ｓ ａ ｃ ｔｔ ｓ ｏ ｅ ＶＯ ｆ ｏ ｒ ｂ ｓｎ ｓ ，ｅ ｌ ｍｅ ａ ｄ ａ ｃ ｒ ｃ ． ｓ ， ｌｏｐ ｏ ｐ ｃ ｅ ｈ ｅ ｅ ｔ ｌ ｔ
第２ ９卷 第 ８期
２１ ０ ２年 ８月
计 算 机 应 用 研 究
Ａｐ ｌ ａｉｎ Ｒｅ ｅ ｒｈ Ｏ ｏ ｕ ｅｓ ｐ ｉ ｔ ｓ ａｃ ｆＣ ｍｐ ｔｒ ｃ ｏ
Ｖｏ ． ９ Ｎｏ ８ １２ ． Ａｕ ．２ ２ ｇ ０１
视 觉 里 程 计 技 术 综 述
李右 图像对之间的特征 匹配 ， 计算特征点对 应的三维 坐标 ， 然后在连续立体 图像 对 中跟踪特 征 ， 算特征 计
点对应的新三维坐标 ， 利用前后两帧 的三维坐标的变换恢复 相
机运动。对于运动估计 ， 先利用最 小二乘进 行粗略估计 ， 利 再 用最大似然估 计进行精 确估计 ， 并在最小二乘估计过程 中加入
（ 国防科 学技 术大 学 机 电工程与 自 动化 学院 ， 长沙 ４０ ７ ） １０３
摘 要 ：视 觉里程计 是通过 视 觉信息估 计运 动信 息的技 术 ， 中采 用 了里程计 式 的方法 。该 技 术作 为一 种新 的 其
导航定 位方 式 ， 已成功 地运 用于 自主移动机 器人 中。首先介 绍 了常用 的两种视 觉里程 计 即单 目 觉里程 计和 立 视
相比传统 的里程计技术 ， 视觉里程计更具优势。它仅利 用
相机 完成 ， 无须场景和运动 的先验信 息 ； 会存在 编码器读 数 不 不准 、 传感器精度降低或惯 导漂移等 因素引起 的数据误 差 ； 可 以运 用于非结 构化 的环境 或非 常规 的任 务和 平 台， Ｇ Ｓ不 如 Ｐ 能满 足的星际探索和导航等任务 ， 很难满足条件的城市环境或 室内环境 ， 以及传统里程计不能应用 的腿式机器人 的导航和定 位等。另外 ， 系统在利用视 觉信息完 成里程计 的 同时， 还可 以 提供丰富的景象特征 ， 完成 障碍物识 别 、 目标检测 和可通行 区 域的划 分等任务 ， 为机器人 的实时导航提供更充分 的支持 。 视觉里程计技术根据所 使用的视 觉系统不 同 ， 以分为单 可
Ｍｏａ ｅ ｌ ｒ ｖ ｃ＿
，
他利用一 个可 滑动 相机 获取视 觉信 息作 为 输人 ，
完成 了机器 人室 内导 航。１８ ９ ０年 ， ａｔｉ 等 人 提 出 了视 Ｍｔ ｅ ｈｓ 觉里程计 的概念 ， 并设计 了从 特征提取 、 特征 匹配 与跟踪 到运 动估计 的理论框架 。该框架 至今仍 为大多数 视觉 里程计 系统 所遵循 。这一 阶段 的视觉里 程计均 以简单 的结构 化室 内环 境 为主 。２０ ０４年 ， ｉ６ 等人 设 计 了一种 实时 的视 觉 里程计 Ｎｓ ｒ ｔ 系统 ， 真正意义上实现了机器 人室外运 动导航 ， 同时还提 出了 两类视觉里程计的实现途径和流程 ， 即单 目视觉和立 体视觉的 方法 ， 这为后来视觉里程计 的研究奠定 了新 的基 础。之后 的视 觉里程计研究主要 围绕单 目视觉和立体视觉 的方法各 自展开 。
视觉里程计 （ Ｏ） Ｖ 是一个仅利用单个或 多个相机 的输入信
觉 系统 已标定好 的前提 下 ， 可恢复 出视 觉系统 的运动信 息 ， 进 而获得机器人 的运 动信 息。
息估计智能体 的运动信息 的过程… 。作为基 于视觉技 术 的一
种， 在最 近十几 年的时间里 已广泛应用 于各类机器人 的导航定
维坐标 。
第２ ９卷
体， 在相机 同步采集 图像 的过 程 中， 以根 据极线几 何的关 系 可 和 三角测量 原理 获取 景深信息 ， 恢复空间结 构。
１ １ 单 目视 觉 里 程 计 ．
在 Ｍａ ｎ 等人 的方 法 中， ｉ ｅ ｍｏ 利用 兴趣 算子 进行 特征 检 测， 通过广 义归 一化 相关 （ ｓｕ ｏｎｒ ａ ｚｄｃｒ ｌｔ ｎ Ｐ Ｃ） ｐｅｄ－ｏｍ ｉ ｏｒ ａ ｏ ， Ｎ ｌ ｅ ｅ ｉ
Ｒ Ｓ Ｃ的外点剔除方法。 ＡＮ Ａ ，
Ｓｎ ｅｈｕ 等人 将稀 疏光 束法 平 差 （ｐｒｅｂ ｎ ｌ ａ — ｔ ｄｒａｆ ｉ ｓａ ｕ ｄ ｄ ｓ ｅ ｊｓ ｅｔＳ Ａ 扩展运用 于立体 视觉 里程计 中 ， ｕｔ ｎ，Ｂ ） ｍ 在初始 三维 模 型和相机运动未知的情况下 ， 对左右立体 图像对 中获取 的特征 运用滑动窗 口（ｌ ｉ ｉ ｏ Ｓ Ａ方法 ， ｓｄｎ ｗｎ ｗ） Ｂ ｉ ｇ ｄ 结合简单的运动阈值
生， 主要研 究方 向为机器人控 制 ； 卢惠民（９ ０ ） 男， １８ ． ， 讲师 ， 博士 ， 主要研 究方向为机 器人视 觉、 图像处理 ； 张辉（ ９ １ ） 男， １７ － ， 教授 ， 博士 ， 主要研究方
向 为机 器人 控 制 、 工 智 能 ． 人
・
２０ ８ ２・
计 算 机 应 用 研 究
位 中， 中最成 功 的应用 当属 美 国 Ｎ Ｓ 其 Ａ Ａ开 发 的火 星探 测器
“ 勇气号 ” “ 和 机遇 号”２ 。除此 以外 ， Ｌ ， 还用 于无人 空 中飞行 器 Ｊ水下机器人 ’ 、 、 室内／ 外陆地机器人 “ 等 。 视觉里程计是视觉导航 的一种特殊形式 ， 最早 可追 溯到 其
（ ｏｌ ｅｏ ｃａｒｎ ｎ ｉｅｒ ｇ＆ Ａ ｔｍ ｔ ｎ Ｎ ｔ ｎ ｌ ｎｖｒｔ ｏ Ｄｅ ｎｅＴｃｎｌ ｙ ｈ ｎｓａ４ ０ ７ ，Ｃ ｉａ Ｃ ｌｇ ｅ ｆＭｅｈｔ ｉＥ ｇｎｅｉ ｏｃ ｎ ｕｏ ａｉ ， ａｉ ａ ｉ ｓｙｆ ｆ ｓ ｅｈｏｏ ，Ｃ ａｇｈ １０ ３ ｈｎ ） ｏ ｏ Ｕ ｅ ｉ ｅ ｇ
在视觉里程计 的具体运用 中， 系统通过单 目或双 目相 机获
取的 图像序列 ， 经过特征 提取 、 特征 匹配与跟 踪和运 动估计 的 处理 ， 出车体 的六个 自由度 （ ｅｒｅｏ ｆ ｅｏ Ｄ Ｆ ——位 得 ｄｇｅ—ｆｒ ｄ ｍ， Ｏ ） －ｅ
置 （ Ｙ ｚ 和 方 向 （ｏ ，ｉｈ ｙｗ — — 的 更 新 ， 成 导 航 定 位 。 ， ，） ｒｌ ｐｔ ，ａ ） ｌ ｃ 完
程计 是视觉系统使用两个或两个 以上 的相机作为 图像获取 载
作者简介 ： 李宇波（ ９７ ） 男， １ ８ － ， 四川南充人 ， 硕士研究生 ， 主要研 究方向为机 器人控制 （ｙｂ１ ８ ＠ｇ ｍ ．ｏ ； １ ｏ９７ ｍ １ ｎ） 朱效洲 （９ ９ ） 男， ｕ ｃ １ ８ 一 ， 硕士研究
单目 视觉里程计作为视觉里程计技术的一种 ， 主要有全 向
视觉和非全 向视觉两种形式 。两种形式 的视觉里 程计在具 体 实现 中存在不同 ， 总的方法都 是在相机运 动过程 中 ， 但 同步完 成相对运动和三维世界结构 的计算估计 。 对于单 目视 觉里 程计 ， 较早 进行 研 究 的主要 有 Ｎｓ ｒ ｉ６ 和 ｔ Ｃ ｒｅ ｏｋ 等人 ’Ｊ他们分别为非全 向和全 向视觉里程计提 供 了 ， 可 参考 的 处理 框架 ， 于 后续 的研 究 发展起 到 了推 进作 用。 对
１ ３ 总结 ．
Ｎｓｒ ｉ６ 的方法为 ：） ｔ ａ 在一个 确定 数 目的 图像 帧 问跟踪 特征 ， 在
三 帧图像 中 利用 五 点算 法 估 计 相 对位 姿 ， 随后 利 用 优先 Ｒ ＮＡ Ａ Ｓ Ｃ的方法迭代提纯 ；） ｂ 利用每一跟踪特征中的第一个和 最后一个观测值 ， 将观察 的特征跟踪通过三角测量法转换为三
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体视 觉里程计 ， 然后从 鲁棒性 、 实时性 和精确 性三 个方 面详细讨 论 了视 觉里 程计技 术 的研 究现 状 ， 最后 对 视 觉里
程 计 的发展趋 势进行 了展 望 。
关键词 ：视 觉里程计 ； 自主移动机 器人 ；单 目视 觉里程计 ；立体 视 觉里程计 ；鲁棒 性 ；实 时性 ；精确 性 中图分 类号 ：Ｔ ３ ３ ０ Ｐ ９．４ 文 献标 志码 ：Ａ 文章 编号 ：１０ — ６ ５ ２ １ ） ８ ２ ０ ． ５ ０ １３ ９ （ ０ ２ ０ ． ８ １０
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单个 相机作为图像 获取 载体 ， 通常又包括利用折反射式的全 向
视觉里程计和一般透视 相机的非 全向视觉 里程计 ； 立体视觉里
在此过程 中， 机器人通过相机 所获取前 、 后两 帧图像 （ ） 间 对 之 的视觉特征匹配 ， 结合两 帧图像 （ ） 的极线 几何 约束 ， 对 间 在视
收 稿 日期 ：２ １－ ２２ ０ ２０ —０；修 回 日期 ：２ １ －３ ２ ０ ２ ０ —９
目视觉里程计和立体视觉里程计 。对 于视 觉里程计 ， 通常可以
从鲁棒性 、 时性 和精确性三方面进行评估分析 。本文将分别 实 对上 述内容进行综 述。
１ 视 觉 里程计 分 类
视觉 里程计 可以根 据系统所 配置 的相 机数分 为单 目视 觉 里程计 和立体 视觉 里程计 。单 目视觉里程 计是视 觉系统使用
ｏ ｏ ｅｒ ｔｏ ｎ ｔ ｅｐｒ ｃ ｓ ． ｅ ｍｅｈｏ ｆ ｒｎａ ｉ ａｉｎ ａ ｏ ａｉａｉｎ，ｈ ｓｔ ｃ ｎ ｌ ｙ ａ ｅ ｎ ａ ｐ ｉｄ ｉ ｈ ｕｔｎ— ｄ ｍ ｔｙ ｍｅｈ ｄ ｉ ｈ ｏ ｅ ｓ Ａｓａ ｎ ｗ ｔ ｄ ｏ ｖｇ ｔｏ ｎｄｌ ｃ ｌ ｔ ｚ ｏ ｔ ｉ ｅ ｈ ｏｏｇ ｈ ｓｂ ｅ ｐ ｌｅ ｎｔ ｅ ａ ｏ ｏ ｕ ｂ ｌ ｏ ｏｓ ｓ ｃ ｓｆ ｌｙ． ｈｉ ｐｅ ｎｒ ｄｕ ｅ ｗｏｏ ｈ ｓ ｏ ｌｒＶＯ ｃ ｒ ｎ ｃ ｌ ｒＶＯ ｎ ｔｒ ｏ ＶＯ ， ｍｏ ｓ ｍｏ ｉｅ ｒ ｂ ｔ ｕｃ ｅ ｓｕ ｌ Ｔ ｓｐａ ｒｉ ｔｏ ｃ ｄ ｔ ｆｔ ｅ ｍｏ ｔｐ ｐｕ ａ ｗｈｉｈ ｗｅｅ ｍｏ ｏ ｕ ａ ａ ｄ ｓｅｅ
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第２ ９卷 第 ８期
２１ ０ ２年 ８月
计 算 机 应 用 研 究
Ａｐ ｌ ａｉｎ Ｒｅ ｅ ｒｈ Ｏ ｏ ｕ ｅｓ ｐ ｉ ｔ ｓ ａｃ ｆＣ ｍｐ ｔｒ ｃ ｏ
Ｖｏ ． ９ Ｎｏ ８ １２ ． Ａｕ ．２ ２ ｇ ０１
视 觉 里 程 计 技 术 综 述
李右 图像对之间的特征 匹配 ， 计算特征点对 应的三维 坐标 ， 然后在连续立体 图像 对 中跟踪特 征 ， 算特征 计
点对应的新三维坐标 ， 利用前后两帧 的三维坐标的变换恢复 相
机运动。对于运动估计 ， 先利用最 小二乘进 行粗略估计 ， 利 再 用最大似然估 计进行精 确估计 ， 并在最小二乘估计过程 中加入
（ 国防科 学技 术大 学 机 电工程与 自 动化 学院 ， 长沙 ４０ ７ ） １０３
摘 要 ：视 觉里程计 是通过 视 觉信息估 计运 动信 息的技 术 ， 中采 用 了里程计 式 的方法 。该 技 术作 为一 种新 的 其
导航定 位方 式 ， 已成功 地运 用于 自主移动机 器人 中。首先介 绍 了常用 的两种视 觉里程 计 即单 目 觉里程 计和 立 视
相比传统 的里程计技术 ， 视觉里程计更具优势。它仅利 用
相机 完成 ， 无须场景和运动 的先验信 息 ； 会存在 编码器读 数 不 不准 、 传感器精度降低或惯 导漂移等 因素引起 的数据误 差 ； 可 以运 用于非结 构化 的环境 或非 常规 的任 务和 平 台， Ｇ Ｓ不 如 Ｐ 能满 足的星际探索和导航等任务 ， 很难满足条件的城市环境或 室内环境 ， 以及传统里程计不能应用 的腿式机器人 的导航和定 位等。另外 ， 系统在利用视 觉信息完 成里程计 的 同时， 还可 以 提供丰富的景象特征 ， 完成 障碍物识 别 、 目标检测 和可通行 区 域的划 分等任务 ， 为机器人 的实时导航提供更充分 的支持 。 视觉里程计技术根据所 使用的视 觉系统不 同 ， 以分为单 可
Ｍｏａ ｅ ｌ ｒ ｖ ｃ＿
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他利用一 个可 滑动 相机 获取视 觉信 息作 为 输人 ，
完成 了机器 人室 内导 航。１８ ９ ０年 ， ａｔｉ 等 人 提 出 了视 Ｍｔ ｅ ｈｓ 觉里程计 的概念 ， 并设计 了从 特征提取 、 特征 匹配 与跟踪 到运 动估计 的理论框架 。该框架 至今仍 为大多数 视觉 里程计 系统 所遵循 。这一 阶段 的视觉里 程计均 以简单 的结构 化室 内环 境 为主 。２０ ０４年 ， ｉ６ 等人 设 计 了一种 实时 的视 觉 里程计 Ｎｓ ｒ ｔ 系统 ， 真正意义上实现了机器 人室外运 动导航 ， 同时还提 出了 两类视觉里程计的实现途径和流程 ， 即单 目视觉和立 体视觉的 方法 ， 这为后来视觉里程计 的研究奠定 了新 的基 础。之后 的视 觉里程计研究主要 围绕单 目视觉和立体视觉 的方法各 自展开 。
视觉里程计 （ Ｏ） Ｖ 是一个仅利用单个或 多个相机 的输入信
觉 系统 已标定好 的前提 下 ， 可恢复 出视 觉系统 的运动信 息 ， 进 而获得机器人 的运 动信 息。
息估计智能体 的运动信息 的过程… 。作为基 于视觉技 术 的一
种， 在最 近十几 年的时间里 已广泛应用 于各类机器人 的导航定
维坐标 。
第２ ９卷
体， 在相机 同步采集 图像 的过 程 中， 以根 据极线几 何的关 系 可 和 三角测量 原理 获取 景深信息 ， 恢复空间结 构。
１ １ 单 目视 觉 里 程 计 ．
在 Ｍａ ｎ 等人 的方 法 中， ｉ ｅ ｍｏ 利用 兴趣 算子 进行 特征 检 测， 通过广 义归 一化 相关 （ ｓｕ ｏｎｒ ａ ｚｄｃｒ ｌｔ ｎ Ｐ Ｃ） ｐｅｄ－ｏｍ ｉ ｏｒ ａ ｏ ， Ｎ ｌ ｅ ｅ ｉ
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Ｓｎ ｅｈｕ 等人 将稀 疏光 束法 平 差 （ｐｒｅｂ ｎ ｌ ａ — ｔ ｄｒａｆ ｉ ｓａ ｕ ｄ ｄ ｓ ｅ ｊｓ ｅｔＳ Ａ 扩展运用 于立体 视觉 里程计 中 ， ｕｔ ｎ，Ｂ ） ｍ 在初始 三维 模 型和相机运动未知的情况下 ， 对左右立体 图像对 中获取 的特征 运用滑动窗 口（ｌ ｉ ｉ ｏ Ｓ Ａ方法 ， ｓｄｎ ｗｎ ｗ） Ｂ ｉ ｇ ｄ 结合简单的运动阈值
生， 主要研 究方 向为机器人控 制 ； 卢惠民（９ ０ ） 男， １８ ． ， 讲师 ， 博士 ， 主要研 究方向为机 器人视 觉、 图像处理 ； 张辉（ ９ １ ） 男， １７ － ， 教授 ， 博士 ， 主要研究方
向 为机 器人 控 制 、 工 智 能 ． 人
・
２０ ８ ２・
计 算 机 应 用 研 究
位 中， 中最成 功 的应用 当属 美 国 Ｎ Ｓ 其 Ａ Ａ开 发 的火 星探 测器
“ 勇气号 ” “ 和 机遇 号”２ 。除此 以外 ， Ｌ ， 还用 于无人 空 中飞行 器 Ｊ水下机器人 ’ 、 、 室内／ 外陆地机器人 “ 等 。 视觉里程计是视觉导航 的一种特殊形式 ， 最早 可追 溯到 其
（ ｏｌ ｅｏ ｃａｒｎ ｎ ｉｅｒ ｇ＆ Ａ ｔｍ ｔ ｎ Ｎ ｔ ｎ ｌ ｎｖｒｔ ｏ Ｄｅ ｎｅＴｃｎｌ ｙ ｈ ｎｓａ４ ０ ７ ，Ｃ ｉａ Ｃ ｌｇ ｅ ｆＭｅｈｔ ｉＥ ｇｎｅｉ ｏｃ ｎ ｕｏ ａｉ ， ａｉ ａ ｉ ｓｙｆ ｆ ｓ ｅｈｏｏ ，Ｃ ａｇｈ １０ ３ ｈｎ ） ｏ ｏ Ｕ ｅ ｉ ｅ ｇ
在视觉里程计 的具体运用 中， 系统通过单 目或双 目相 机获
取的 图像序列 ， 经过特征 提取 、 特征 匹配与跟 踪和运 动估计 的 处理 ， 出车体 的六个 自由度 （ ｅｒｅｏ ｆ ｅｏ Ｄ Ｆ ——位 得 ｄｇｅ—ｆｒ ｄ ｍ， Ｏ ） －ｅ
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程计 是视觉系统使用两个或两个 以上 的相机作为 图像获取 载
作者简介 ： 李宇波（ ９７ ） 男， １ ８ － ， 四川南充人 ， 硕士研究生 ， 主要研 究方向为机 器人控制 （ｙｂ１ ８ ＠ｇ ｍ ．ｏ ； １ ｏ９７ ｍ １ ｎ） 朱效洲 （９ ９ ） 男， ｕ ｃ １ ８ 一 ， 硕士研究
单目 视觉里程计作为视觉里程计技术的一种 ， 主要有全 向
视觉和非全 向视觉两种形式 。两种形式 的视觉里 程计在具 体 实现 中存在不同 ， 总的方法都 是在相机运 动过程 中 ， 但 同步完 成相对运动和三维世界结构 的计算估计 。 对于单 目视 觉里 程计 ， 较早 进行 研 究 的主要 有 Ｎｓ ｒ ｉ６ 和 ｔ Ｃ ｒｅ ｏｋ 等人 ’Ｊ他们分别为非全 向和全 向视觉里程计提 供 了 ， 可 参考 的 处理 框架 ， 于 后续 的研 究 发展起 到 了推 进作 用。 对