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視覺慣性SLAM實作:原始程式剖析真正讀懂理論

視覺慣性SLAM實作:原始程式剖析真正讀懂理論

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9786267273890
程小六
深智數位
2023年10月20日
327.00  元
HK$ 277.95  






ISBN:9786267273890
  • 規格:平裝 / 528頁 / 17 x 23 x 2.59 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
  • 出版地:台灣


  • 電腦資訊 > 概論/科技趨勢 > 人工智慧/機器學習











    ? 從未知環境中的定位、地圖建構到處理意外情況,

    ???? SLAM技術一次完整到位學習!

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      SLAM 是指移動智慧體從一個未知環境裡的未知地點出發,在運動過程中透過自身感測器觀測周圍環境,並根據環境定位自身的位置,再根據自身的位置進行增量式的地圖建構,從而達到同時定位和地圖建構的目的。舉凡機器人、無人機、汽車,或其它可穿戴裝置等,都可以運用SLAM在其中。

    ?

      本書分為三大部分,深入淺出地介紹SLAM技術。

      ? 第一部分涵蓋SLAM的基礎知識,包括定義、應用場景、程式設計及編譯工具、數學基礎知識、相機成像模型、對極幾何以及圖最佳化函式庫的使用。

     

      ? 第二部分專注於視覺SLAM框架ORB-SLAM2的原理和核心程式,從ORB特徵提取、特徵匹配、地圖點、主要畫面格、圖結構到地圖初始化、追蹤執行緒、局部地圖建構執行緒、閉環執行緒以及最佳化方法。通過對ORB-SLAM2的深入剖析,讀者可以更好地理解視覺SLAM的工作原理。

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      ? 第三部分則介紹ORB-SLAM2的升級版——視覺慣性系統ORB-SLAM3的主要新增內容和程式,包括IMU預積分、多地圖系統、追蹤執行緒、局部地圖建構執行緒、閉環及地圖融合執行緒。最後一章還對視覺SLAM的現在與未來進行了總結和展望。

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      【本書特點】

      ? SLAM的定義、應用場景和應用領域

      ? C++ 11新特性和CMake工具

      ? SLAM中常用的數學基礎知識

      ? 相機成像模型和相機扭曲模型

      ? 對極幾何的基本概念

      ? g2o函式程式庫的使用方法

      ? ORB特徵提取與均勻化策略

      ? ORB-SLAM2中的特徵匹配方法

      ? 地圖點、主要畫面格、圖結構

      ? ORB-SLAM2中的地圖初始化方法

      ? ORB-SLAM2中的追蹤執行線

      ? ORB-SLAM2中的局部地圖建構執行線

      ? ORB-SLAM2中的閉環執行線

      ? ORB-SLAM2中的最優化方法

      ? ORB-SLAM3的新增內容和程式,如IMU預積分、多地圖系統等

      ? ORB-SLAM3中的IMU預積分原理及推導

      ? 多地圖系統的效果和作用

      ? 地圖融合的具體流程和程式實現

      ? ORB-SLAM3中IMU的初始化過程

      ? 視覺SLAM的發展歷程和未來趨勢



     





    第一部分 SLAM 基礎

    第1 章 SLAM 導覽


    1.1 什麼是 SLAM

    1.2 SLAM 有什麼不可替代性

    1.3 SLAM 的應用領域



    第 2 章 程式設計及編譯工具

    2.1 C++ 新特性

    2.2 CMake 入門



    第3章 SLAM 中常用的數學基礎知識

    3.1 為什麼要用齊次座標

    3.2 三維空間中剛體旋轉的幾種表達方式



    第4 章 相機成像模型

    4.1 針孔相機成像原理

    4.2 針孔相機成像模型

    4.3 相機扭曲模型



    第5 章 對極幾何

    5.1 對極幾何的基本概念

    5.2 理解對極約束



    第6 章 圖最佳化函式庫的使用

    6.1 g2o 程式設計框架

    6.2 建構 g2o 頂點

    6.3 建構 g2o 邊



    第二部分 ORB-SLAM2 理論與實作

    第7 章 ORB 特徵提取


    7.1 ORB 特徵點

    7.2 ORB 特徵點均勻化策略



    第8 章 ORB-SLAM2 中的特徵匹配

    8.1 單目初始化中的特徵匹配

    8.2 透過詞袋進行特徵匹配

    8.3 透過地圖點投影進行特徵匹配

    8.4 透過 Sim(3) 變換進行相互投影匹配



    第9 章 地圖點、主要畫面格和圖結構

    9.1 地圖點

    9.2 主要畫面格

    9.3 圖結構



    第10 章 ORB-SLAM2 中的地圖初始化

    10.1 為什麼需要初始化

    10.2 單目模式地圖初始化

    10.3 雙目模式地圖初始化



    第11 章 ORB-SLAM2 中的追蹤執行緒

    11.1 參考主要畫面格

    11.2 恒速模型追蹤

    11.3 重定位追蹤

    11.4 局部地圖追蹤



    第12 章 ORB-SLAM2 中的局部地圖建構執行緒

    12.1 處理新的主要畫面格

    12.2 剔除不合格的地圖點

    12.3 生成新的地圖點

    12.4 檢查並融合當前主要畫面格與相鄰畫面格

    12.5 主要畫面格的剔除



    第13 章 ORB-SLAM2 中的閉環執行緒

    13.1 什麼是閉環檢測

    13.2 尋找並驗證閉環候選主要畫面格

    13.3 計算 Sim(3) 變換

    13.4 閉環矯正

    13.5 閉環全域 BA 最佳化



    第14 章 ORB-SLAM2 中的最佳化方法

    14.1 追蹤執行緒僅最佳化位姿

    14.2 局部地圖建構執行緒中局部地圖最佳化

    14.3 閉環執行緒中的 Sim(3) 位姿最佳化

    14.4 閉環時本質圖最佳化

    14.5 全域最佳化



    第三部分 ORB-SLAM3 理論與實作

    第15 章 ORB-SLAM3 中的IMU 預積分


    15.1 視覺慣性緊耦合的意義

    15.2 IMU 預積分原理及推導

    15.3 IMU 預積分的程式實現



    第16 章 ORB-SLAM3 中的多地圖系統

    16.1 多地圖的基本概念

    16.2 多地圖系統的效果和作用

    16.3 建立新地圖的方法和時機

    16.4 地圖融合概述



    第17 章 ORB-SLAM3 中的追蹤執行緒

    17.1 追蹤執行緒流程圖

    17.2 追蹤執行緒的新變化



    第18 章 ORB-SLAM3 中的局部地圖建構執行緒

    18.1 局部地圖建構執行緒的作用

    18.2 局部地圖建構執行緒的流程

    18.3 IMU 的初始化



    第19 章 ORB-SLAM3 中的閉環及地圖融合執行緒

    19.1 檢測共同區域

    19.2 地圖融合



    第20 章 視覺 SLAM 的現在與未來

    20.1 視覺 SLAM 的發展歷程

    20.2 視覺慣性 SLAM 框架對比及資料集

    20.3 未來發展趨勢

    20.4 總結






    前言




    其 他 著 作