機(jī)器人技術(shù)經(jīng)過長期的發(fā)展,現(xiàn)已成為社會(huì)中不可缺少的組成部分。目前機(jī)器人已成為提高生產(chǎn)效率和降低人力成本的重要工具。隨著社會(huì)老齡化問題的加重及勞動(dòng)力成本的飆升,機(jī)器人越來越受到國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的重視。伴隨著我國2025計(jì)劃的提出和國家對于人工智能技術(shù)的關(guān)注,機(jī)器人領(lǐng)域開始蓬勃發(fā)展,各類機(jī)器人如雨后春筍般進(jìn)入人們的生活。做為機(jī)器人領(lǐng)域的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),視覺地點(diǎn)識別（Visual Place Recognition）也受到了越來越多的科研人員的關(guān)注。視覺地點(diǎn)識別主要是解決“我在哪兒?”這樣一個(gè)問題。它是解決計(jì)算機(jī)視覺和機(jī)器人領(lǐng)域許多問題（如基于語義的圖像檢索、同時(shí)定位與地圖構(gòu)建中的回環(huán)檢測模塊、視覺定位以及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等）的關(guān)鍵組件。目前視覺地點(diǎn)識別主要面臨三大挑戰(zhàn):（1）算法對于條件變化的魯棒性要求;（2）算法對于視角變化的魯棒性要求;（3）算法運(yùn)行的效率要求。其中,條件變化是指由于晝夜、天氣和季節(jié)等外界條件的變化導(dǎo)致相機(jī)在同一地點(diǎn)拍攝的圖像呈現(xiàn)出不同的外觀;視角變化是指由于相機(jī)的朝向不同導(dǎo)致在同一地點(diǎn)拍攝的圖像呈現(xiàn)不同的外觀;效率要求則是指若機(jī)器人在較大場景（比如城市級別）中運(yùn)行時(shí),視覺地... 

【文章來源】：國防科技大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：140 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

地點(diǎn)外觀變化示意圖

國防科技大學(xué)研究生院博士學(xué)位論文知地圖的元素是路徑、邊緣、節(jié)點(diǎn)、區(qū)域和地標(biāo)[17]）以及機(jī)器人學(xué)（建圖方法受認(rèn)知地圖[18,19]及其后繼者空間語義層次的啟發(fā)[20]）等領(lǐng)域。圖1.2動(dòng)物大腦中地點(diǎn)細(xì)胞的興奮點(diǎn)與地點(diǎn)位置的關(guān)系圖。隨著記錄動(dòng)物大腦神經(jīng)活動(dòng)技術(shù)的發(fā)展[21]，O’Keefe和Dostrovsky發(fā)現(xiàn)了老鼠大腦中的地點(diǎn)細(xì)胞[22]�？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)老鼠處于環(huán)境的特定位置時(shí)，地點(diǎn)細(xì)胞就會(huì)激活，并且地點(diǎn)細(xì)胞群會(huì)覆蓋整個(gè)環(huán)境[23,24]，例如圖1.2顯示了動(dòng)物在正方形環(huán)境中地點(diǎn)細(xì)胞的激活位置[1,25]。若老鼠從一個(gè)環(huán)境移動(dòng)到另一個(gè)環(huán)境，地點(diǎn)細(xì)胞還可以表示新的環(huán)境，這些地點(diǎn)細(xì)胞構(gòu)成了認(rèn)知地圖的一部分。動(dòng)物的地點(diǎn)識別表現(xiàn)為地點(diǎn)細(xì)胞興奮，其主要由感官信息和自我運(yùn)動(dòng)觸發(fā)[23]。其中，地點(diǎn)細(xì)胞的興奮最初是由自身運(yùn)動(dòng)觸發(fā)的，但如果環(huán)境中起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的距離發(fā)生變化，地點(diǎn)細(xì)胞將根據(jù)感官信息（外部視覺地標(biāo)）更新到正確的位置[26,27]。圖1.3視覺地點(diǎn)識別架構(gòu)圖。第4頁

國防科技大學(xué)研究生院博士學(xué)位論文知地圖的元素是路徑、邊緣、節(jié)點(diǎn)、區(qū)域和地標(biāo)[17]）以及機(jī)器人學(xué)（建圖方法受認(rèn)知地圖[18,19]及其后繼者空間語義層次的啟發(fā)[20]）等領(lǐng)域。圖1.2動(dòng)物大腦中地點(diǎn)細(xì)胞的興奮點(diǎn)與地點(diǎn)位置的關(guān)系圖。隨著記錄動(dòng)物大腦神經(jīng)活動(dòng)技術(shù)的發(fā)展[21]，O’Keefe和Dostrovsky發(fā)現(xiàn)了老鼠大腦中的地點(diǎn)細(xì)胞[22]�？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)老鼠處于環(huán)境的特定位置時(shí)，地點(diǎn)細(xì)胞就會(huì)激活，并且地點(diǎn)細(xì)胞群會(huì)覆蓋整個(gè)環(huán)境[23,24]，例如圖1.2顯示了動(dòng)物在正方形環(huán)境中地點(diǎn)細(xì)胞的激活位置[1,25]。若老鼠從一個(gè)環(huán)境移動(dòng)到另一個(gè)環(huán)境，地點(diǎn)細(xì)胞還可以表示新的環(huán)境，這些地點(diǎn)細(xì)胞構(gòu)成了認(rèn)知地圖的一部分。動(dòng)物的地點(diǎn)識別表現(xiàn)為地點(diǎn)細(xì)胞興奮，其主要由感官信息和自我運(yùn)動(dòng)觸發(fā)[23]。其中，地點(diǎn)細(xì)胞的興奮最初是由自身運(yùn)動(dòng)觸發(fā)的，但如果環(huán)境中起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的距離發(fā)生變化，地點(diǎn)細(xì)胞將根據(jù)感官信息（外部視覺地標(biāo)）更新到正確的位置[26,27]。圖1.3視覺地點(diǎn)識別架構(gòu)圖。第4頁


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