Порівняння програмних реалізацій алгоритму Bundle Adjustment для задачі SLAM
DOI:
https://doi.org/10.20535/2617-9741.1.2025.325837Ключові слова:
SLAM, Bundle Adjustment, оптимізація, програмне забезпечення, комп’ютерний зір, робототехнікаАнотація
В статті розглянуто задачу SLAM, зокрема один з головних її етапів Bundle Adjustment – відновлення тривимірної структури сцени та параметрів камери. Наведено існуючі бібліотеки, що реалізують даний алгоритм. Запропоновано програмне рішення для порівняння бібліотек Bundle Adjustment. В результаті досліджено швидкодію, кількість ітерацій, абсолютну помилку позиції (APE) та значення помилки. Здійснено візуалізацію розв’язку задачі Bundle Adjustment. Проведено порівняльний аналіз ефективності бібліотек Ceres, GTSAM та SymForce на наборах даних Ladybug, Trafalgar Square, Dubrovnik. Результати експериментів показали, що SymForce забезпечує найкращий баланс між швидкістю, точністю та збіжністю, тоді як Ceres демонструє високу швидкодію для окремих сценаріїв, а GTSAM поступається за всіма критеріями. Отримані висновки є важливими у виборі оптимального інструменту для розв’язання задач SLAM та нелінійної оптимізації.
Посилання
F. Lu and E. Milios, “Globally Consistent Range Scan Alignment for Environment Mapping,” Autonomous Robots, vol. 4, no. 4, pp. 333–349, 1997.
Xiang Gao and Tao Zhang, “Introduction to Visual SLAM From Theory to Practice”, 2021. https://github.com/gaoxiang12/slambook2
F. Dellaert and M. Kaess, “Square root SAM: Simultaneous localization and mapping via square root information smoothing,” International Journal of Robotics Research, vol. 25, no. 12, pp. 1181–1203, 2006.
Visual SLAM for Robotics Perception: Building Monocular SLAM from Scratch in Python OpenCV, https://learnopencv.com/monocular-slam-in-python/
S. Agarwal, K. Mierle, and Others, “Ceres solver,” http://ceres-solver.org.
F. Dellaert, V. Agrawal, A. Jain, M. Sklar, and M. Xie, “GTSAM,” https://gtsam.org
Skydio, https://symforce.org/
Agarwal, S., Mierle, K., & Others. (2010). Bundle adjustment in the large. In Proceedings of the European Conference on Computer Vision (ECCV), http://grail.cs.washington.edu/projects/bal
Grupp, Michael, evo: Python package for the evaluation of odometry and SLAM, https://michaelgrupp.github.io/evo/
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Богдан Миколайович Біганський, Дмитро Олександрович Ковалюк
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
