| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第11-21页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第11-12页 |
| 1.1.1 研究背景 | 第11-12页 |
| 1.1.2 研究意义 | 第12页 |
| 1.2 国内外研究现状与关键问题 | 第12-18页 |
| 1.2.1 国内外研究现状 | 第12-17页 |
| 1.2.2 基于IMU融合视觉SLAM的关键问题 | 第17-18页 |
| 1.3 主要研究内容及组织结构 | 第18-21页 |
| 1.3.1 论文研究内容 | 第18-19页 |
| 1.3.2 论文章节安排 | 第19-21页 |
| 第2章 前端相机位姿跟踪 | 第21-37页 |
| 2.1 特征点快速匹配与归一化 | 第21-23页 |
| 2.1.1 字典加速特征点匹配 | 第21-22页 |
| 2.1.2 特征点归一化 | 第22-23页 |
| 2.2 单映矩阵模型与对极几何模型 | 第23-28页 |
| 2.2.1 单映性矩阵模型 | 第23-25页 |
| 2.2.2 对极几何模型 | 第25-27页 |
| 2.2.3 模型选择 | 第27-28页 |
| 2.3 位姿跟踪与视觉重定位 | 第28-31页 |
| 2.3.1 重投影误差与位姿跟踪 | 第28-29页 |
| 2.3.2 PnP算法实现位姿重定位 | 第29-31页 |
| 2.4 实验测试与结果分析 | 第31-36页 |
| 2.4.1 特征点加速匹配实验 | 第31-32页 |
| 2.4.2 单映矩阵模型与对极几何模型求解实验 | 第32-33页 |
| 2.4.3 三角法恢复3D点实验 | 第33-35页 |
| 2.4.4 PnP算法实现位姿求解实验 | 第35-36页 |
| 2.5 本章小结 | 第36-37页 |
| 第3章 基于惯性测量单元的姿态解算 | 第37-55页 |
| 3.1 传感器矫正 | 第37-43页 |
| 3.1.1 磁罗盘传感器矫正 | 第37-40页 |
| 3.1.2 加速度计传感器矫正 | 第40-41页 |
| 3.1.3 陀螺仪传感器矫正 | 第41-43页 |
| 3.2 ESKF模型下的姿态更新 | 第43-46页 |
| 3.2.1 陀螺仪误差状态下的运动模型 | 第44-45页 |
| 3.2.2 模型状态更新 | 第45-46页 |
| 3.3 ESKF模型下的测量更新 | 第46-48页 |
| 3.3.1 加速度计和磁罗盘测量模型 | 第46-47页 |
| 3.3.2 加速度计和磁罗盘传感器观测方程 | 第47-48页 |
| 3.3.3 模型测量更新 | 第48页 |
| 3.4 ESKF模型下姿态解算实验 | 第48-54页 |
| 3.4.1 传感器矫正实验 | 第48-51页 |
| 3.4.2 状态更新实验 | 第51-53页 |
| 3.4.3 测量更新实验 | 第53-54页 |
| 3.5 本章小结 | 第54-55页 |
| 第4章 IMU与视觉融合位姿估计 | 第55-69页 |
| 4.1 IMU关于位置和速度的运动模型 | 第55-57页 |
| 4.1.1 真值与标称运动模型 | 第56页 |
| 4.1.2 误差状态模型 | 第56-57页 |
| 4.2 IMU和视觉滑动窗口优化模型 | 第57-61页 |
| 4.2.1 IMU测量模型 | 第59-60页 |
| 4.2.2 相机测量模型 | 第60-61页 |
| 4.3 优化量边缘化剔除 | 第61-64页 |
| 4.3.1 滑动窗口法添加与剔除优化状态量 | 第61-63页 |
| 4.3.2 舒尔补边缘化优化状态量 | 第63-64页 |
| 4.4 IMU与视觉融合位姿估计实验 | 第64-66页 |
| 4.4.1 实验平台 | 第64-65页 |
| 4.4.2 IMU与视觉融合位姿估计实验 | 第65-66页 |
| 4.5 本章小结 | 第66-69页 |
| 第5章 闭环检测与全局优化 | 第69-83页 |
| 5.1 非线性优化与Levenberg-Marquardt迭代 | 第69-75页 |
| 5.1.1 非线性优化与LM算法 | 第69-70页 |
| 5.1.2 李群、李代数及流形 | 第70-72页 |
| 5.1.3 矩阵稀疏性与矩阵加速分解 | 第72-74页 |
| 5.1.4 基于G20库进行非线性优化实验 | 第74-75页 |
| 5.2 闭环检测与优化 | 第75-80页 |
| 5.2.1 光束平差法优化模型描述 | 第75-76页 |
| 5.2.2 光束平差法模型的雅克比求导 | 第76页 |
| 5.2.3 光束平差法中矩阵稀疏性与舒尔补求解 | 第76-77页 |
| 5.2.4 Sim3求解 | 第77-78页 |
| 5.2.5 Sim3优化 | 第78-80页 |
| 5.3 闭环检测与优化实验 | 第80-81页 |
| 5.4 本章小结 | 第81-83页 |
| 第6章 总结与展望 | 第83-85页 |
| 6.1 总结 | 第83页 |
| 6.2 展望 | 第83-85页 |
| 参考文献 | 第85-89页 |
| 致谢 | 第89-91页 |
| 作者简介 | 第91页 |