使用人机共操作背包系统进行室内定位和可视化

建筑内部的自动化3D建模在虚拟现实和娱乐等应用中非常有用。我们使用配备2D激光扫描仪和惯性测量单元（IMU）的人机共操作背包系统，开发基于扫描匹配的算法，以在复杂的室内环境中定位背包，例如T型走廊交叉口、楼梯，以及通过楼梯连接的两个楼层的两个室内走廊。在构建3D纹理模型时，我们发现由于扫描匹配导致的定位不是像素级准确，这导致用于纹理处理的连续图像之间出现错位。为了解决这个问题，我们提出了一种基于图像的姿态估计算法来细化扫描匹配定位的结果。最后，我们在基于图像的渲染器中使用定位结果，通过来自同一背包的相机图像实现室内环境的虚拟漫步。我们的渲染器使用三步过程来确定显示哪个图像，并通过RANSAC框架确定同一SIFT特征的邻近图像的单应性进行拼接。此外，我们的渲染器使用激光扫描得到的3D点云的平面拟合模型来检测遮挡。我们在一个未结构化的2709张图像集上评估了我们的基于图像的渲染器的性能，该图像集是在五分钟的背包数据采集期间获得的，针对T型走廊交叉口。