2021-10-19

文献阅读《Road Mapping and Localization Using Sparse Semantic Visual Features》

文章解决的主要问题

应该怎么抽象到用数学的角度对各类语义建模?

  • 对路灯等竖直的物体建模

    • 提取FREAK描述子
  • 对道路标志(例如转弯、直行箭头)

    • 检测角点
  • 对车道线建模

    • 实心车道线提供单向运动约束

      • 利用centernet识别,同时记录左右和上下的边界点,利用laneNet对这几个位置的特征进行降维再用dbscan进行分类
      • 三次样条曲线表示车道线
    • 虚线车道线在拐角点可以视为索引点地表,即类似于关键帧,方便快速查找

      • 给定64*64图像块检测角点生成线段,保存时加入H10和H11计算角度查和长度差

当输入图像时如何从语义模型地图中实现定位?

  • 混合的深度学习语义特征和GFTT特征结合

    • GPS粗定位搜索附近的语义信息

    • 求解pnp得到相对语义的位姿

    • 跟踪loose和tight

      • 将所有提取的地图中的点投影到当前需要定位的帧上,再用匈牙利匹配接收投影关联

建立视觉里程计

  • 对语义的特征跟踪

    • 车道线

      • 利用IMU计算平移T

      • 重投影

      • 匈牙利匹配策略

        • 位姿关联,计算5*5像素车道线的IOU
        • 像素关联
    • 垂直对象

      • 关键点+光流法

将语义特征引入姿态估计,设计五个优化变量

  • 语义特征点对应3D空间点
  • ground objects地面参数
  • 垂直语义的竖直平面参数
  • 车道线的样条曲线Ck
  • 样条曲线初始化的数据关联

相关概念

centerNet

  • CenterNet不仅可以用于目标检测,还可以用于其他的一些任务,如肢体识别或者3D目标检测等等,。
  • 网络实现的过程主要是使用boundingbox中心点代表物体,将图像输入到全卷积网络得到热图(heatmap),根据热图分布来决定定位中心。

LaneNet

  • LanNet提取车道线实例
  • HNet输出转化矩阵H将测到仙女点坐标经过矩阵H转化后用最小二乘拟合反转换回原图。

FREAK描述子

  • 本文主要被用于进行光流追踪,其中描述子是从竖直类的语义中(诸如路灯和交通灯等)。

GFTT特征提取器

读后感

  • 相比于orb-slam建图和定位,本文最大的优点就在于改变传统的各类特征点匹配计算位姿,对道路上的各类语义信息进行不同类别的建模,从而降低了建图所占用的存储大小,并且也减轻了匹配的计算复杂度。然而,存在的问题也很明显:
    1.建立的地图是稀疏的,在一些开阔且没有道路标志的地方,可能并不会存在语义特征,此时依然只能使用GPS定位,对于环境的适用性没有传统的orb-slam高。
    2.在建图阶段,还是依赖于高精度的RTK惯导作为地图的标准位置。
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