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          從零手寫(xiě)VIO-實(shí)現(xiàn)更可靠的定位方案

          共 1958字,需瀏覽 4分鐘

           ·

          2022-05-28 08:16

          自主導(dǎo)航是移動(dòng)機(jī)器人的核心功能,而這一功能是建立在移動(dòng)機(jī)器人定位技術(shù)之上。目前很多移動(dòng)機(jī)器人都具備了IMU,GPS、相機(jī)等多種模態(tài)的傳感器,雖然單傳感器定位能初步實(shí)現(xiàn)定位,但是單傳感器定位在不同的應(yīng)用場(chǎng)景中存在很多問(wèn)題。
          如:在穿越隧道或者信號(hào)不好的區(qū)域,IMU容易發(fā)生退化無(wú)法工作;在快速運(yùn)動(dòng)時(shí),相機(jī)功能無(wú)法連續(xù)獲得清晰的圖像;當(dāng)圖像發(fā)生變化時(shí),相機(jī)無(wú)法得知是自身產(chǎn)生了運(yùn)動(dòng)還是周?chē)鷪?chǎng)景發(fā)生了變化。基于這些問(wèn)題延伸出了融合IMU和視覺(jué)信息的VIO定位方案。
          而融合 IMU 和視覺(jué)信息的 VIO 算法,不僅能夠彌補(bǔ)視覺(jué)SLAM算法框架本身無(wú)法克服的缺陷:例如尺度問(wèn)題、累計(jì)誤差等缺陷,同時(shí)很大程度上提高了單目SLAM算法的性能,是一種低成本、高性能的導(dǎo)航方案。

          視覺(jué)與IMU融合優(yōu)勢(shì)具體表現(xiàn)在:

          ·  可以借助IMU較高的采樣頻率,進(jìn)而提高系統(tǒng)的輸出頻率。

          ·  提高視覺(jué)的魯棒性,如視覺(jué)SLAM因?yàn)槟承┻\(yùn)動(dòng)或場(chǎng)景出現(xiàn)的錯(cuò)誤結(jié)果。

          ·  可以有效的消除IMU的積分漂移。

          ·  能夠校正IMU的Bias。

          ·  單目與IMU的融合可以有效解決單目尺度不可觀測(cè)的問(wèn)題。

          ·  可以應(yīng)對(duì)快速的運(yùn)動(dòng)變化,相機(jī)在快速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)模糊。

          因此在機(jī)器人、AR/VR、無(wú)人機(jī)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。VIO也成為從事機(jī)器人、AR/VR無(wú)人機(jī)等領(lǐng)域伙伴的必修課。
          但在學(xué)習(xí)VIO的過(guò)程中,伙伴們總會(huì)遇到各種各樣的阻礙:
          1. VIO公式繁多復(fù)雜,難以理解不容易掌握;
          2. VIO是一個(gè)龐大的任務(wù)系統(tǒng),涵蓋了SLAM的各個(gè)部分,需要系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了解各部分之間的關(guān)系;
          3. 現(xiàn)在公開(kāi)的資料雖然多,但是由于沒(méi)有系統(tǒng)的教程,自學(xué)入門(mén)難,學(xué)習(xí)效率低,要走的彎路多。
          深藍(lán)學(xué)院推出了『視覺(jué)SLAM進(jìn)階:從零開(kāi)始手寫(xiě)VIO』線上課程,由中科院自動(dòng)化所博士賀一家和慕尼黑工業(yè)大學(xué)博士后高翔進(jìn)行授課。

          課程課程重點(diǎn)講解了預(yù)積分、滑動(dòng)窗口濾波算法、邊緣化、優(yōu)化等重要原理和過(guò)程,抓住VIO的主線詳細(xì)介紹了系統(tǒng)各個(gè)模塊的內(nèi)容,幫助伙伴們高效學(xué)習(xí),透徹理解原理并實(shí)現(xiàn)應(yīng)用落地。

          課程講師

          課程大綱

          (點(diǎn)擊查看大圖)

          實(shí)踐項(xiàng)目(部分)

          本門(mén)課程采用理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方式,每章節(jié)后都有實(shí)踐項(xiàng)目,讓大家將課上所學(xué)知識(shí),即學(xué)即用,通過(guò)親自動(dòng)手實(shí)踐達(dá)到靈活掌握,融會(huì)貫通的效果。

          (點(diǎn)擊查看大圖)

          學(xué)后收獲

          1. 學(xué)習(xí)過(guò)程中一步一步推導(dǎo)公式,打下扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ);

          2. 通過(guò)學(xué)習(xí)視覺(jué)和IMU的信息融合,掌握基于圖優(yōu)化的多傳感器信息融合框架;

          3. 通過(guò)手寫(xiě)后端優(yōu)化器,理清SLAM后端的每個(gè)細(xì)節(jié),加深對(duì)優(yōu)化的理解,為以后工作中移植、加速或改進(jìn)自有的SLAM系統(tǒng)提供技術(shù)支持;

          還能收獲

          1. 優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)圈子
          伙伴們大多是來(lái)自985、211及海外院校碩博,在這里大家一起學(xué)習(xí)、進(jìn)行討論與研究。獨(dú)一無(wú)二的優(yōu)質(zhì)圈子將是你未來(lái)學(xué)習(xí)與就業(yè)的寶貴資源。

          2. 企業(yè)認(rèn)可的證書(shū)

          學(xué)完課程后將有機(jī)會(huì)收獲優(yōu)秀學(xué)員證書(shū)、畢業(yè)證書(shū),為你的簡(jiǎn)歷加分添彩。

          課程服務(wù)

          1. 三師助力

          講師&助教及時(shí)答疑解惑,班主任全程帶班督學(xué),幫你克服拖延,不斷進(jìn)步。

          2.定期班會(huì)

          助教1V1批改作業(yè),并在班會(huì)中進(jìn)行講評(píng)和指導(dǎo);在班會(huì)中,學(xué)習(xí)更多技巧;在交流中收獲更多思路。

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