| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第1章 绪论 | 第10-17页 |
| 1.1 课题背景及研究意义 | 第10-11页 |
| 1.2 单目视觉与IMU结合SLAM技术的发展与研究现状 | 第11-15页 |
| 1.2.1 SLAM技术发展与研究现状 | 第11-12页 |
| 1.2.2 单目视觉SLAM技术发展与研究现状 | 第12-14页 |
| 1.2.3 视觉与惯性结合的SLAM技术发展与研究现状 | 第14-15页 |
| 1.3 论文的主要研究内容 | 第15-17页 |
| 第2章 惯性视觉SLAM的数学理论与模型 | 第17-31页 |
| 2.1 引言 | 第17页 |
| 2.2 相机模型与坐标系变换 | 第17-22页 |
| 2.2.1 针孔相机模型 | 第17-19页 |
| 2.2.2 相机畸变模型 | 第19-21页 |
| 2.2.3 坐标系变换 | 第21-22页 |
| 2.3 四元数的运算及其旋转表示 | 第22-23页 |
| 2.4 李群与李代数 | 第23-27页 |
| 2.4.1 特殊正交群SO(3) | 第24-26页 |
| 2.4.2 特殊欧式群SE(3) | 第26-27页 |
| 2.5 SLAM问题模型框架 | 第27-30页 |
| 2.5.1 SLAM问题的数学表述 | 第27-28页 |
| 2.5.2 经典SLAM框架 | 第28-30页 |
| 2.6 本章小结 | 第30-31页 |
| 第3章 基于单目视觉与IMU的位姿估计 | 第31-48页 |
| 3.1 引言 | 第31页 |
| 3.2 视觉特征提取与跟踪 | 第31-36页 |
| 3.2.1 Shi-Tomas角点提取 | 第32-34页 |
| 3.2.2 KLT光流法跟踪 | 第34-36页 |
| 3.3 基于多视图几何的位姿估计 | 第36-44页 |
| 3.3.1 对极几何恢复位姿 | 第37-41页 |
| 3.3.2 透视N点定位 | 第41-42页 |
| 3.3.3 光束法平差(BundleAdjustment,BA) | 第42-44页 |
| 3.4 基于IMU数据的视觉帧间位姿估计 | 第44-46页 |
| 3.4.1 IMU误差模型与运动学模型 | 第44-45页 |
| 3.4.2 基于IMU预积分的视觉帧间位姿估计 | 第45-46页 |
| 3.5 本章小结 | 第46-48页 |
| 第4章 基于单目视觉与惯性传感器融合的在线SLAM系统 | 第48-58页 |
| 4.1 引言 | 第48页 |
| 4.2 系统整体框架 | 第48-49页 |
| 4.3 系统初始化 | 第49-51页 |
| 4.3.1 基于滑动窗口的单目视觉初始化 | 第49-50页 |
| 4.3.2 视觉惯性联合初始化 | 第50-51页 |
| 4.4 紧耦合非线性视觉惯性状态估计器 | 第51-54页 |
| 4.4.1 系统状态变量 | 第51-52页 |
| 4.4.2 视觉惯性SLAM优化项 | 第52-53页 |
| 4.4.3 视觉与惯性误差项 | 第53-54页 |
| 4.4.4 边缘化(Marginalization) | 第54页 |
| 4.5 回环检测与闭环 | 第54-56页 |
| 4.5.1 回环检测方法 | 第55-56页 |
| 4.5.2 回环闭合 | 第56页 |
| 4.6 重定位与地图复用 | 第56-57页 |
| 4.7 本章小结 | 第57-58页 |
| 第5章 系统实现与实验分析 | 第58-73页 |
| 5.1 引言 | 第58页 |
| 5.2 实验条件与环境 | 第58-61页 |
| 5.3 实验测试结果 | 第61-66页 |
| 5.3.1 视觉前端测试结果 | 第61-62页 |
| 5.3.2 优化后端测试结果 | 第62-64页 |
| 5.3.3 回环检测与全局位姿优化结果 | 第64-66页 |
| 5.4 实验精度分析 | 第66-72页 |
| 5.4.1 精度评价指标 | 第66-67页 |
| 5.4.2 实验结果精度分析 | 第67-72页 |
| 5.5 本章小结 | 第72-73页 |
| 结论 | 第73-75页 |
| 参考文献 | 第75-80页 |
| 致谢 | 第80页 |
