面向夜间家用服务机器人的二维视觉地点识别

家用服务机器人，如割草和真空清洁机器人，是当今数量最多的消费机器人。虽然早期版本采用随机探索，但最近由大多数主要制造商部署的系统已利用基于距离和视觉的传感器以及用户放置的信标，使机器人能够进行地图构建和定位。然而，主动距离和视觉传感解决方案存在侵入性强、成本高或仅提供环境一维扫描等缺点，而信标放置的要求则带来了其他实际限制。在本文中，我们提出了一种被动且可能低成本的基于视觉的夜间二维定位解决方案，该方案结合了易于获取的日间地图与低分辨率对比度归一化图像匹配算法、基于图像序列的二维匹配、地点匹配插值以及传统低光照相机技术的最新进展。在家庭草坪和客厅进行的一系列实验中，我们证明了所提出的方法能够实现夜间二维定位，并分析了里程计噪声水平、地点匹配插值和序列匹配长度变化对性能的影响。最后，我们对新的低光照相机技术进行了基准测试，并展示了它如何即使在仅由无月夜空照明的环境中也能实现鲁棒的地点识别，这提出了在所有传统视觉算法即使在最黑暗的夜晚也能应用的可能性。