視覺導航技術(shù)的發(fā)展

張 海,吳克強,張曉鷗

(1.北京航空航天大學自動化科學與電氣工程學院,北京 100191; 2.北京航空航天大學無人駕駛飛行器設(shè)計研究所,北京 100191)

視覺導航技術(shù)的發(fā)展

張 海1,吳克強1,張曉鷗2

(1.北京航空航天大學自動化科學與電氣工程學院,北京 100191; 2.北京航空航天大學無人駕駛飛行器設(shè)計研究所,北京 100191)

近20年來視覺導航技術(shù)發(fā)展迅速,在原理方法與技術(shù)實現(xiàn)上取得了重要突破,規(guī)模化應(yīng)用已經(jīng)成為可能。以視覺導航中光流、視覺里程計、視覺同步定位與地圖構(gòu)建等主流研究方向為對象,對其發(fā)展概況、基本原理、技術(shù)優(yōu)勢與難點等進行了簡要介紹與分析,并從近期應(yīng)用推廣及長遠發(fā)展角度對視覺及視覺組合導航技術(shù)進行了展望。

SFM;視覺里程計;VSLAM;光流;組合導航

0 引言

導航伴隨著人類文明的發(fā)展已有數(shù)千年的歷史,20世紀以來更出現(xiàn)了跨越式的進步,以慣性、無線電、天文、地磁、光學為基礎(chǔ)的導航系統(tǒng)發(fā)展日新月異,在軍事領(lǐng)域取得舉足輕重地位的同時,也正在加速進入民用領(lǐng)域。美國國防部高級研究計劃局(DARPA)2004年開始組織自動駕駛車輛大賽,極大地推動了相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,也客觀促成了今天Google、Uber、Tesla、百度等無人駕駛技術(shù)的示范應(yīng)用。亞馬遜公司為提高倉庫工作效率,收購了Kiva system公司,并將Kiva機器人應(yīng)用于自動化倉庫,實現(xiàn)了大規(guī)模機器人全自動商品搬運,成為自動導引車輛(AGV)應(yīng)用范例。我國洋山港自動化碼頭,在可靠的組合導航系統(tǒng)支持下,已采用130臺AGV實現(xiàn)集裝箱裝卸、轉(zhuǎn)運自動化,能24h工作,車輛定位精度達到2cm,港區(qū)的工作人員減少了75%,但工作效率卻提升了30%。……