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書名 SLAM十四講: 雙倍內容2020強化版 
作者 高翔等著 
出版機構 深智數位 
出版版次   
圖書類號 312.83 
主題標題 人工智慧 
適讀對象   
關鍵字詞   

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ISBN(裝訂方式) 頁數 頁寬 定價 出版年月 是否到館 延伸查詢
 9789865501044 (平裝) 448 23 NT$580 108/12  

顯示內容簡介

  這是一本介紹視覺SLAM 的書。

  SLAM 是Simultaneous Localization and Mapping 的縮寫,中文譯作「同時定位與地圖型建置」。它是指搭載特定感測器的主體,在沒有環境先驗資訊的情況下,於運動過程中建立環境的模型,同時估計自己的運動。

  本書的主題就是SLAM視覺, SLAM 的目的是解決「定位」與「地圖型建置」這兩個問題。也就是說,一邊要估計感測器本身的位置,一邊要建立周圍環境的模型。近年來隨著科技的發展,湧現出了一大批與SLAM 相關的應用點。

  本書全面系統地介紹了以視覺感測器為主體的視覺SLAM 技術,詳細地介紹SLAM 的理論背景、系統架構,以及各個模組的主流做法。同時,極其重視實作:本書介紹的所有重要演算法,都將列出可以執行的實際程式,以求加深讀者的了解。並把完整的SLAM 系統分成幾個模組:視覺里程計、後端最佳化、建圖,以及回路檢測。我們將陪著讀者一點點實現這些模組中的核心部分,探討它們在什麼情況下有效,什麼情況下會出問題,並指導大家在自己的機器上執行這些程式。你會接觸到一些必要的數學理論和許多程式設計知識,會用到Eigen、OpenCV、PCL、g2o、Ceres 等函數庫,掌握它們在Linux 作業系統中的使用方法。

  全書分為三大部分:

  「數學基礎篇」
  第1 講 是預備知識,介紹本書的基本資訊,習題部分主要包含一些自測題。
  第2 講 為SLAM 系統概述,介紹一個SLAM 系統由哪些模組成,各模組的實際工作是什麼。實作部分介紹程式設計環境的架設過程及IDE 的使用。
  第3 講 介紹3D 空間剛體運動,你將接觸到旋轉矩陣、尤拉角、四元數的相關知識,並且在Eigen 中使用它們。
  第4 講介紹李群與李代數。即使你現在不懂李代數為何物,也沒有關係。你將學到李代數的定義和使用方式,然後透過Sophus 操作它們。
  第5 講 介紹針孔相機模型及影像在電腦中的表達。你將用OpenCV 調取相機的內外參數。
  第6 講 介紹非線性最佳化,包含狀態估計理論基礎、最小平方問題、梯度下降方法。你會完成一個使用Ceres 和g2o 進行曲線擬合的實驗。

  「實作應用篇」
  第7 講 為特徵點法的視覺里程計。該講內容比較多,包含特徵分析與比對、對極幾何約束的計算、PnP 和ICP 等。在實作中,你將用這些方法估計兩個影像之間的運動。

  第8 講 為直接法的視覺里程計。你將學習光流和直接法的原理,然後實現一個簡單的直接法運動估計。

  第9 講 為後端最佳化,主要為對Bundle Adjustment(BA)的深入討論,包含基本的BA,以及如何利用稀疏性加速求解過程。你將用Ceres 和g2o 分別撰寫一個BA 程式。

  第10 講 主要介紹後端最佳化中的位姿圖。位姿圖是表達關鍵頁框之間約束的一種更緊湊的形式。我們會介紹SE(3)和Sim(3)的位姿圖,同時你將使用g2o 對一個位姿球進行最佳化。

  第11 講 為回路檢測,主要介紹以詞袋方法為主的回路檢測。你將使用DBoW3 撰寫字典訓練程式和回路檢測程式。

  第12 講 為地圖型建置。我們會討論如何使用一元進行稠密深度圖的估計(以及這是多麼不可靠),然後討論RGB-D 的稠密地圖型建置過程。你會撰寫極線搜索與塊符合的程式,然後在RGB-D 中遇到點雲地圖和八叉樹地圖的建置問題。

  第13 講 是專案實作,你將架設一個二元視覺里程計架構,綜合運用先前學過的知識,實現它的基本功能。在這個過程中,你會碰到一些問題,例如最佳化的必要性、關鍵頁框的選擇等。我們會在Kitti 資料集上測試它的效能,討論一些改進的方法。

  第14 講 主要介紹目前的開放原始碼SLAM 方案及未來的發展方向。相信在閱讀了前面的知識之後,你會更容易了解它們的原理,實現自己的新想法。

  適合讀者群  機器人技術工程師、對 SLAM 有興趣者,或 SLAM 相關課程科系師生作為教材或自學參考。                                     

本書特色

  SLAM視覺屬於電腦視覺和機器人研究的交叉領域,本書系統介紹SLAM視覺(同時定位與地圖構置)所需的基本知識與核心演算法,既包括數學理論基礎,如三維空間的剛體運動、非線性優化;又涵蓋電腦視覺的演算法實現,例如多視圖幾何、回環檢測等。書中提供大量的實例程式碼供讀者學習,從而更深入地掌握內容。

  ► 更多的實例 增加一些實驗程式來介紹演算法的原理。本書中的許多程式,除了呼叫函數庫函數,還提供底層的實現。

  ► 更深入的內容 主要是從第7講至第12講的部分,重新定義那些容易引起誤解的內容。

  ► 更完整的專案項目 在介紹所有必要知識之後,向讀者展現一個完整的SLAM 系統是如何工作的。以精簡的程式實現完整的功能,讀者會獲得一個由幾百行程式實現、有完整前後端的SLAM 系統。

  ► 更通俗、簡潔的表達 這是一本好書的標準,作者重新製作部分插圖,清晰簡明的讓讀者更清楚易懂。

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