基于语义拓扑信息的物体级SLAM回环检测算法

徐彪, 曾聪磊, 张润邦, 黄圣杰, 刘硕, 秦晓辉, 王若钦

湖南大学学报(自然科学版) ›› 2026, Vol. 53 ›› Issue (04) : 10 -18.

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湖南大学学报(自然科学版) ›› 2026, Vol. 53 ›› Issue (04) : 10 -18. DOI: 10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2026262

基于语义拓扑信息的物体级SLAM回环检测算法

    徐彪, 曾聪磊, 张润邦, 黄圣杰, 刘硕, 秦晓辉, 王若钦
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摘要

回环检测是SLAM系统的重要组成部分,可以消除里程计的累积误差.传统基于图像外观进行回环检测的方法难以应对大视角变化情况,而显著的物体路标具有视角不变性,能够较好地抵抗视角变化带来的影响.本文提出了一种基于语义拓扑信息的视觉回环检测方法 .该方法利用显著物体路标的视角不变性,借助物体地图的语义拓扑信息来编码场景,从而显著提升大视角变化下的系统鲁棒性.具体而言,该方法维护一个分层语义路标数据库,采用“从粗到精”的检测策略.首先,利用宏观高层物体路标提取拓扑图,通过局部拓扑描述符进行粗略匹配,并将局部与全局拓扑图统一在极坐标系下评估空间分布相似性,有效剔除误匹配;随后,在准确物体匹配的引导下,利用微观低层点路标进行精细配准,优化位姿估计.在TUM和USTC数据集上的实验结果表明,该方法在精确率和召回率上表现优异,平均精度超过80%.特别是在大视差回环场景下,定位精度提升了40%以上.

关键词

机器人技术 / 物体级SLAM / 回环检测 / 语义分割 / 语义地图

Key words

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徐彪, 曾聪磊, 张润邦, 黄圣杰, 刘硕, 秦晓辉, 王若钦. 基于语义拓扑信息的物体级SLAM回环检测算法[J]. 湖南大学学报(自然科学版), 2026, 53(04): 10-18 DOI:10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2026262

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