| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第1章 绪论 | 第10-22页 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 | 第10-12页 |
| 1.2 国内外相关领域研究进展及分析 | 第12-20页 |
| 1.2.1 地外星体表面探测器发展概况 | 第12-14页 |
| 1.2.2 视觉/惯性SLAM技术发展概况 | 第14-18页 |
| 1.2.3 多机器人协同探测技术发展概况 | 第18-20页 |
| 1.3 论文的研究思路和内容安排 | 第20-22页 |
| 第2章 理论基础 | 第22-43页 |
| 2.1 引言 | 第22页 |
| 2.2 单目视觉/惯性SLAM问题的数学表述 | 第22-23页 |
| 2.3 刚体位姿表示 | 第23-26页 |
| 2.3.1 刚体姿态 | 第23-25页 |
| 2.3.2 刚体三维运动 | 第25-26页 |
| 2.4 惯性测量 | 第26-29页 |
| 2.4.1 惯性传感器测量模型 | 第26-27页 |
| 2.4.2 惯性测量信息预积分 | 第27-29页 |
| 2.5 视觉观测 | 第29-39页 |
| 2.5.1 单目相机测量模型 | 第29-31页 |
| 2.5.2 视觉特征点 | 第31-35页 |
| 2.5.3 相机运动估计 | 第35-39页 |
| 2.6 基于非线性优化的状态估计 | 第39-42页 |
| 2.6.1 极大似然估计与最小二乘问题 | 第39-40页 |
| 2.6.2 优化算法 | 第40-41页 |
| 2.6.3 图优化与Bundle Adjustment | 第41-42页 |
| 2.7 本章小结 | 第42-43页 |
| 第3章 视觉/惯性融合位姿估计 | 第43-55页 |
| 3.1 引言 | 第43页 |
| 3.2 估计器初始化 | 第43-46页 |
| 3.2.1 视觉观测初始化 | 第44页 |
| 3.2.2 视觉/惯性对齐 | 第44-46页 |
| 3.3 基于滑动窗口的解耦合单目视觉/惯性里程计 | 第46-49页 |
| 3.3.1 惯性测量残差 | 第47-48页 |
| 3.3.2 视觉观测残差 | 第48-49页 |
| 3.4 边缘化 | 第49-54页 |
| 3.4.1 状态边缘化原理 | 第50-52页 |
| 3.4.2 针对旋翼飞行器运动特点的边缘化策略 | 第52-54页 |
| 3.5 本章小结 | 第54-55页 |
| 第4章 重定位、全局优化与地图融合 | 第55-67页 |
| 4.1 引言 | 第55-57页 |
| 4.2 回环检测与重定位 | 第57-63页 |
| 4.2.1 基于DBoW词袋的地点识别 | 第57-61页 |
| 4.2.2 回环检测 | 第61-62页 |
| 4.2.3 滑动窗口内重定位 | 第62-63页 |
| 4.3 全局位姿图优化 | 第63-65页 |
| 4.3.1 误差积累 | 第63-64页 |
| 4.3.2 4自由度位姿图优化 | 第64-65页 |
| 4.4 基于位姿图的地图融合 | 第65-66页 |
| 4.4.1 地图存储与重用 | 第65页 |
| 4.4.2 地图间重定位与地图融合 | 第65-66页 |
| 4.5 本章小结 | 第66-67页 |
| 第5章 视觉/惯性组合导航和协同探测实验 | 第67-87页 |
| 5.1 引言 | 第67页 |
| 5.2 实验方案设计 | 第67-68页 |
| 5.3 数据集实验 | 第68-74页 |
| 5.3.1 位姿估计精度分析 | 第69-72页 |
| 5.3.2 地图融合实验 | 第72-74页 |
| 5.4 实物实验 | 第74-81页 |
| 5.4.1 机载飞行回环实验 | 第74-76页 |
| 5.4.2 手持快速运动长轨迹回环实验 | 第76-77页 |
| 5.4.3 地图融合实验 | 第77-79页 |
| 5.4.4 泥土地表低空飞行实验 | 第79-81页 |
| 5.5 火星表面仿真场景实验 | 第81-85页 |
| 5.6 实验结果总结分析 | 第85-86页 |
| 5.7 本章小结 | 第86-87页 |
| 结论 | 第87-89页 |
| 参考文献 | 第89-96页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 | 第96-98页 |
| 致谢 | 第98页 |