第 28 卷 第 6 期 计算机辅助设计与图形学学报 Vol. 28 No.6
2016 年 6 月
Journal of Computer-Aided Design & Computer Graphics Jun. 2016
收稿日期: 2016-04-30; 修回日期: 2016-05-11. 基金项目: 国家科技支撑计划(2012BAH35B02); 国家自然科学基金(61232011,
61272048); 中央高校基本科研业务费专项资金(2015XZZX005-05); 全国优秀博士学位论文作者专项资金资助项目(201245). 刘浩敏
(1987—), 男, 博士研究生, 主要研究方向为运动推断结构、同时定位与地图构建; 章国锋(1981—), 男, 博士, 副教授, 博士生导师,
论文通讯作者, 主要研究方向为三维视觉、增强现实、计算机图形学等; 鲍虎军(1966—), 男, 博士, 教授, 博士生导师, CCF 常务理
事, 主要研究方向为计算机图形学、三维视觉、虚拟现实、增强现实等.
基于单目视觉的同时定位与地图构建方法综述
刘浩敏
1)
,
章国锋
1,2)*
,
鲍虎军
1)
1)
(浙江大学 CAD&CG 国家重点实验室 杭州 310058)
2)
(浙江大学工业信息物理融合系统协同创新中心 杭州 310058)
(zhangguofeng@cad.zju.edu.cn)
摘 要: 增强现实是一种在现实场景中无缝地融入虚拟物体或信息的技术, 能够比传统的文字、图像和视频等方式
更高效、直观地呈现信息，有着非常广泛的应用. 同时定位与地图构建作为增强现实的关键基础技术, 可以用来在未
知环境中定位自身方位并同时构建环境三维地图, 从而保证叠加的虚拟物体与现实场景在几何上的一致性. 文中首
先简述基于视觉的同时定位与地图构建的基本原理; 然后介绍几个代表性的基于单目视觉的同时定位与地图构建方
法并做深入分析和比较; 最后讨论近年来研究热点和发展趋势, 并做总结和展望.
关键词：增强现实; 同时定位与地图构建; 运动推断结构; 多视图几何; 摄像机跟踪
中图法分类号：TP391.41
A Survey of Monocular Simultaneous Localization and Mapping
Liu Haomin
1)
, Zhang Guofeng
1,2)*
, and Bao Hujun
1)
1)
(State Key Laboratory of CAD&CG, Zhejiang University, Hangzhou 310058)
2)
(Collaborative Innovation Center for industrial Cyber-Physical System, Zhejiang University, Hangzhou 310058)
Abstract: Augmented reality (AR) is a technique that allows to seamlessly composite virtual objects or informa-
tion into real scene. Compared to traditional text, images and videos, AR is a more effective and intuitive way for
information presentation and has wide applications. Simultaneous localization and mapping (SLAM) is a key
fundamental technique for augmented reality, which provides the ability of self-localization in an unknown envi-
ronment and mapping the 3D environment simultaneously. The localization and mapping enables fusion of virtual
objects and real scenes in a geometrically consistent way. In this paper, we describe the basic principles of Visual
SLAM, and introduce some state-of-the-art monocular SLAM methods with deep analysis and comparison. Fi-
nally, we discuss some research tendency in recent years and make conclusions.
Key words: augmented reality; simultaneous localization and mapping; structure-from-motion; multi-view
geometry; camera tracking
对于很多应用来说, 传统的信息表达方式(如
文字、图片、视频)和呈现方式(如二维浏览)显得低
效、不够直观. 增强现实是一种在现实场景中无缝
地融入虚拟物体或信息的技术, 它能比传统方式
更为高效、直观地表达和呈现信息，因而有着非常
广阔的应用前景, 近年来已经在各种应用中崭露
头角. 例如, 利用增强现实技术可以允许用户拿起
智能手机或平板电脑即可观察所选中的家具在
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