Visually impaired people usually find it hard to travel independently in many public places such as airports and shopping malls due to the problems of obstacle avoidance and guidance to the desired location. Therefore, in the highly dynamic indoor environment, how to improve indoor navigation robot localization and navigation accuracy so that they guide the visually impaired well becomes a problem. One way is to use visual SLAM. However, typical visual SLAM either assumes a static environment, which may lead to less accurate results in dynamic environments or assumes that the targets are all dynamic and removes all the feature points above, sacrificing computational speed to a large extent with the available computational power. This paper seeks to explore marginal localization and navigation systems for indoor navigation robotics. The proposed system is designed to improve localization and navigation accuracy in highly dynamic environments by identifying and tracking potentially moving objects and using vector field histograms for local path planning and obstacle avoidance. The system has been tested on a public indoor RGB-D dataset, and the results show that the new system improves accuracy and robustness while reducing computation time in highly dynamic indoor scenes.

Simultaneous Localization & Mapping (SLAM) is the process of building a mutual relationship between localization and mapping of the subject in its surrounding environment. With the help of different sensors, various types of SLAM systems have developed to deal with the problem of building the relationship between localization and mapping. A limitation in the SLAM process is the lack of consideration of dynamic objects in the mapping of the environment. We propose the Dynamic Object Tracking SLAM (DyOb-SLAM), which is a Visual SLAM system that can localize and map the surrounding dynamic objects in the environment as well as track the dynamic objects in each frame. With the help of a neural network and a dense optical flow algorithm, dynamic objects and static objects in an environment can be differentiated. DyOb-SLAM creates two separate maps for both static and dynamic contents. For the static features, a sparse map is obtained. For the dynamic contents, a trajectory global map is created as output. As a result, a frame to frame real-time based dynamic object tracking system is obtained. With the pose calculation of the dynamic objects and camera, DyOb-SLAM can estimate the speed of the dynamic objects with time. The performance of DyOb-SLAM is observed by comparing it with a similar Visual SLAM system, VDO-SLAM and the performance is measured by calculating the camera and object pose errors as well as the object speed error.

结合同时定位和映射（SLAM）估计和动态场景建模可以高效地在动态环境中获得机器人自主权。机器人路径规划和障碍避免任务依赖于场景中动态对象运动的准确估计。本文介绍了VDO-SLAM，这是一种强大的视觉动态对象感知SLAM系统，用于利用语义信息，使得能够在场景中进行准确的运动估计和跟踪动态刚性物体，而无需任何先前的物体形状或几何模型的知识。所提出的方法识别和跟踪环境中的动态对象和静态结构，并将这些信息集成到统一的SLAM框架中。这导致机器人轨迹的高度准确估计和对象的全部SE（3）运动以及环境的时空地图。该系统能够从对象的SE（3）运动中提取线性速度估计，为复杂的动态环境中的导航提供重要功能。我们展示了所提出的系统对许多真实室内和室外数据集的性能，结果表明了对最先进的算法的一致和实质性的改进。可以使用源代码的开源版本。

完全自主移动机器人的现实部署取决于能够处理动态环境的强大的大满贯（同时本地化和映射）系统，其中对象在机器人的前面移动以及不断变化的环境，在此之后移动或更换对象。机器人已经绘制了现场。本文介绍了更换式SLAM，这是一种在动态和不断变化的环境中强大的视觉猛烈抨击的方法。这是通过使用与长期数据关联算法结合的贝叶斯过滤器来实现的。此外，它采用了一种有效的算法，用于基于对象检测的动态关键点过滤，该对象检测正确识别了不动态的边界框中的特征，从而阻止了可能导致轨道丢失的功能的耗竭。此外，开发了一个新的数据集，其中包含RGB-D数据，专门针对评估对象级别的变化环境，称为PUC-USP数据集。使用移动机器人，RGB-D摄像头和运动捕获系统创建了六个序列。这些序列旨在捕获可能导致跟踪故障或地图损坏的不同情况。据我们所知，更换 - 峰是第一个对动态和不断变化的环境既有坚固耐用的视觉大满贯系统，又不假设给定的相机姿势或已知地图，也能够实时运行。使用基准数据集对所提出的方法进行了评估，并将其与其他最先进的方法进行了比较，证明是高度准确的。

传统的大满贯算法通常基于缺乏高级信息的人工特征。通过引入语义信息，SLAM可以拥有更高的稳定性和鲁棒性，而不是纯手工制作的功能。但是，语义检测网络的高不确定性禁止高级信息的实际功能。为了解决语义引入的不确定性属性，本文提出了基于高斯分布假设的新概率图。该地图将语义二进制对象检测转换为概率结果，从而有助于建立人工特征和语义信息之间的概率数据关联。通过我们的算法，在每个更新步骤中将给予更高的置信度，而检测区域的边缘将以较低的置信度赋予。然后，不确定性受到破坏，对非线性优化的影响较小。实验是在TUM RGBD数据集中进行的，结果表明，在室内环境的错误中，我们的系统将ORB-SLAM2提高了约15％。我们已经证明该方法可以成功应用于包含动态对象的环境。

动态对象感知的SLAM（DOS）利用对象级信息以在动态环境中启用强大的运动估计。现有方法主要集中于识别和排除优化的动态对象。在本文中，我们表明，基于功能的视觉量大系统也可以通过利用两个观察结果来受益于动态铰接式对象的存在：（1）随着时间的推移，铰接对象的每个刚性部分的3D结构保持一致； （2）同一刚性零件上的点遵循相同的运动。特别是，我们提出了Airdos，这是一种动态的对象感知系统，该系统将刚度和运动限制引入模型铰接对象。通过共同优化相机姿势，对象运动和对象3D结构，我们可以纠正摄像头姿势估计，防止跟踪损失，并为动态对象和静态场景生成4D时空图。实验表明，我们的算法改善了在挑战拥挤的城市环境中的视觉大满贯算法的鲁棒性。据我们所知，Airdos是第一个动态对象感知的大满贯系统，该系统表明可以通过合并动态铰接式对象来改善相机姿势估计。

我们提出了场景运动的新颖双流表示，将光流分​​解为由摄像机运动引起的静态流场和另一个由场景中对象的运动引起的动态流场。基于此表示形式，我们提出了一个动态的大满贯，称为Deflowslam，它利用图像中的静态和动态像素来求解相机的姿势，而不是像其他动态SLAM系统一样简单地使用静态背景像素。我们提出了一个动态更新模块，以一种自我监督的方式训练我们的Deflowslam，其中密集的束调节层采用估计的静态流场和由动态掩码控制的权重，并输出优化的静态流动场的残差，相机姿势的残差，和反度。静态和动态流场是通过将当前图像翘曲到相邻图像来估计的，并且可以通过将两个字段求和来获得光流。广泛的实验表明，在静态场景和动态场景中，Deflowslam可以很好地推广到静态和动态场景，因为它表现出与静态和动态较小的场景中最先进的Droid-Slam相当的性能，同时在高度动态的环境中表现出明显优于Droid-Slam。代码和数据可在项目网页上找到：\ urlstyle {tt} \ textColor {url_color} {\ url {https://zju3dv.github.io/deflowslam/}}}。

失明和低视力（PBLV）的人在定位最终目的地或针对陌生环境中的特定物体时面临重大挑战。此外，除了最初定位和定位目标对象外，从目前的立场接近最终目标通常是令人沮丧和挑战，尤其是当人们摆脱最初的计划途径以避免障碍时。在本文中，我们开发了一种新颖的可穿戴导航解决方案，以为用户提供实时指导，以便在不熟悉的环境中有效地接近感兴趣的目标对象。我们的系统包含两个关键的视觉计算函数：在3D中以3D为中的初始目标对象定位以及对用户轨迹的连续估计，这既基于由用户胸部前面安装在用户胸前的低成本单眼相机捕获的2D视频。这些功能使系统能够提出初始导航路径，在用户移动时不断更新路径，并及时提供有关用户路径校正的建议。我们的实验表明，我们的系统能够以室外和室内的误差小于0.5米的误差操作。该系统完全基于视觉，并且不需要其他传感器进行导航，并且可以使用可穿戴系统中的Jetson处理器进行计算以促进实时导航辅助。

Based on WHO statistics, many individuals are suffering from visual problems, and their number is increasing yearly. One of the most critical needs they have is the ability to navigate safely, which is why researchers are trying to create and improve various navigation systems. This paper provides a navigation concept based on the visual slam and Yolo concepts using monocular cameras. Using the ORB-SLAM algorithm, our concept creates a map from a predefined route that a blind person most uses. Since visually impaired people are curious about their environment and, of course, to guide them properly, obstacle detection has been added to the system. As mentioned earlier, safe navigation is vital for visually impaired people, so our concept has a path-following part. This part consists of three steps: obstacle distance estimation, path deviation detection, and next-step prediction, done by monocular cameras.

视觉同时定位和映射（VSLAM）在计算机视觉和机器人社区中取得了巨大进展，并已成功用于许多领域，例如自主机器人导航和AR/VR。但是，VSLAM无法在动态和复杂的环境中实现良好的定位。许多出版物报告说，通过与VSLAM结合语义信息，语义VSLAM系统具有近年来解决上述问题的能力。然而，尚无关于语义VSLAM的全面调查。为了填补空白，本文首先回顾了语义VSLAM的发展，并明确着眼于其优势和差异。其次，我们探讨了语义VSLAM的三个主要问题：语义信息的提取和关联，语义信息的应用以及语义VSLAM的优势。然后，我们收集和分析已广泛用于语义VSLAM系统的当前最新SLAM数据集。最后，我们讨论未来的方向，该方向将为语义VSLAM的未来发展提供蓝图。

多年来，运动规划，映射和人类轨迹预测的单独领域显着提出。然而，在提供能够使移动操纵器能够执行全身运动并考虑移动障碍物的预测运动时，文献在提供实际框架方面仍然稀疏。基于以前的优化的运动计划方法，使用距离字段遭受更新环境表示所需的高计算成本。我们证明，与从头划痕计算距离场相比，GPU加速预测的复合距离场显着降低计算时间。我们将该技术与完整的运动规划和感知框架集成，其占据动态环境中的人类的预测运动，从而实现了包含预测动作的反应性和先发制人的运动规划。为实现这一目标，我们提出并实施了一种新颖的人类轨迹预测方法，该方法结合了基于轨迹优化的运动规划的意图识别。我们在现实世界丰田人类支持机器人（HSR）上验证了我们的由Onboard Camera的现场RGB-D传感器数据验证了我们的结果框架。除了在公开的数据集提供分析外，我们还释放了牛津室内人类运动（牛津-IHM）数据集，并在人类轨迹预测中展示了最先进的性能。牛津-IHM数据集是一个人类轨迹预测数据集，人们在室内环境中的兴趣区域之间行走。静态和机器人安装的RGB-D相机都观察了用运动捕获系统跟踪的人员。

经典的视觉同时定位和映射（SLAM）算法通常假设环境是刚性的。此假设限制了这些算法的适用性，因为它们无法准确估算包含移动物体的现实生活场景中的相机姿势和世界结构（例如汽车，自行车，行人等）。为了解决这个问题，我们提出了Twistlam：一种语义，动态和立体声猛击系统，可以跟踪环境中的动态对象。我们的算法根据其语义类创建积分群。得益于通过机械关节建模的集群间约束（语义类的功能）的定义，因此，新颖的约束束调整能够共同估计移动物体的姿势和速度以及古典世界结构和摄像机轨迹。我们对公共Kitti数据集的多个序列进行了评估，并定量证明它与最新方法相比改进了相机和对象跟踪。

从单眼视频中估算移动摄像头的姿势是一个具有挑战性的问题，尤其是由于动态环境中移动对象的存在，在动态环境中，现有摄像头姿势估计方法的性能易于几何一致的像素。为了应对这一挑战，我们为视频提供了一种强大的密度间接结构，该结构是基于由成对光流初始化的致密对应的。我们的关键想法是将远程视频对应性优化为密集的点轨迹，并使用它来学习对运动分割的强大估计。提出了一种新型的神经网络结构来处理不规则的点轨迹数据。然后，在远程点轨迹的一部分中，通过全局捆绑式调整估算和优化摄像头姿势，这些轨迹被归类为静态。 MPI Sintel数据集的实验表明，与现有最新方法相比，我们的系统产生的相机轨迹明显更准确。此外，我们的方法能够在完全静态的场景上保留相机姿势的合理准确性，该场景始终优于端到端深度学习的强大最新密度对应方法，这证明了密集间接方法的潜力基于光流和点轨迹。由于点轨迹表示是通用的，因此我们进一步介绍了具有动态对象的复杂运动的野外单眼视频的比较。代码可在https://github.com/bytedance/particle-sfm上找到。

实时动态环境感知对于拥挤空间的自动机器人至关重要。尽管流行的基于体素的映射方法可以有效地用任意复杂的形状代表3D障碍，但它们几乎无法区分静态和动态障碍，从而导致避免障碍物的性能有限。尽管在自动驾驶中存在大量基于学习的动态障碍检测算法，但四轮驱动器的有限计算资源无法使用这些方法实现实时性能。为了解决这些问题，我们为使用RGB-D摄像机提出了一个实时动态障碍物跟踪和映射系统，以避免四肢障碍物。拟议的系统首先利用带有占用体素图的深度图像来生成潜在的动态障碍区域作为建议。通过障碍区域建议，Kalman滤波器和我们的连续性过滤器将应用于跟踪每个动态障碍物。最后，使用追踪动态障碍的状态基于马尔可夫链提出了环境感知的轨迹预测方法。我们使用定制的四轮驱动器和导航计划者实施了建议的系统。仿真和物理实验表明，我们的方法可以成功地跟踪和代表动态环境中的障碍，并安全地避免障碍。

我们使用从环境物体中提取的语义标志物，用于具有固定固定单眼相机的地面机器人，提出了一种视觉教学和重复（VTR）算法。所提出的算法对摄像机/机器人的起始姿势的变化具有鲁棒性，其中姿势定义为平面位置以及垂直轴周围的方向。 VTR由一个教学阶段组成，其中机器人在规定的路径中移动，以及一个重复阶段，在该阶段中，机器人试图从相同或其他姿势开始重复相同的路径。大多数可用的VTR算法是姿势依赖性的，并且从远离教学阶段的初始姿势开始时，在重复阶段无法表现良好。为了实现更强大的姿势独立性，关键是在教学阶段生成包含摄像头轨迹和周围物体位置的环境的3D语义图。对于特定的实现，我们使用Orb-Slam收集相机姿势和环境的3D点云，而Yolov3则检测环境中的对象。然后，我们组合两个输出以构建语义图。在重复阶段，我们基于检测到的对象和存储的语义映射重新定位机器人。然后，机器人能够朝教学路径移动，并在向前和向后重复。我们已经在不同的情况下测试了所提出的算法，并将其与两项最相关的研究进行了比较。另外，我们将算法与两种基于图像的重新定位方法进行了比较。一个纯粹基于球形 - 萨克，另一个纯粹是结合了超级胶水和兰萨克。结果表明，我们的算法在姿势变化和环境改变方面更加强大。我们的代码和数据可在以下github页面上获得：https：//github.com/mmahdavian/semantic_visual_teach_repeat。

The field of autonomous mobile robots has undergone dramatic advancements over the past decades. Despite achieving important milestones, several challenges are yet to be addressed. Aggregating the achievements of the robotic community as survey papers is vital to keep the track of current state-of-the-art and the challenges that must be tackled in the future. This paper tries to provide a comprehensive review of autonomous mobile robots covering topics such as sensor types, mobile robot platforms, simulation tools, path planning and following, sensor fusion methods, obstacle avoidance, and SLAM. The urge to present a survey paper is twofold. First, autonomous navigation field evolves fast so writing survey papers regularly is crucial to keep the research community well-aware of the current status of this field. Second, deep learning methods have revolutionized many fields including autonomous navigation. Therefore, it is necessary to give an appropriate treatment of the role of deep learning in autonomous navigation as well which is covered in this paper. Future works and research gaps will also be discussed.

In recent decades, several assistive technologies for visually impaired and blind (VIB) people have been developed to improve their ability to navigate independently and safely. At the same time, simultaneous localization and mapping (SLAM) techniques have become sufficiently robust and efficient to be adopted in the development of assistive technologies. In this paper, we first report the results of an anonymous survey conducted with VIB people to understand their experience and needs; we focus on digital assistive technologies that help them with indoor and outdoor navigation. Then, we present a literature review of assistive technologies based on SLAM. We discuss proposed approaches and indicate their pros and cons. We conclude by presenting future opportunities and challenges in this domain.

Ego-pose estimation and dynamic object tracking are two critical problems for autonomous driving systems. The solutions to these problems are generally based on their respective assumptions, \ie{the static world assumption for simultaneous localization and mapping (SLAM) and the accurate ego-pose assumption for object tracking}. However, these assumptions are challenging to hold in dynamic road scenarios, where SLAM and object tracking become closely correlated. Therefore, we propose DL-SLOT, a dynamic LiDAR SLAM and object tracking method, to simultaneously address these two coupled problems. This method integrates the state estimations of both the autonomous vehicle and the stationary and dynamic objects in the environment into a unified optimization framework. First, we used object detection to identify all points belonging to potentially dynamic objects. Subsequently, a LiDAR odometry was conducted using the filtered point cloud. Simultaneously, we proposed a sliding window-based object association method that accurately associates objects according to the historical trajectories of tracked objects. The ego-states and those of the stationary and dynamic objects are integrated into the sliding window-based collaborative graph optimization. The stationary objects are subsequently restored from the potentially dynamic object set. Finally, a global pose-graph is implemented to eliminate the accumulated error. Experiments on KITTI datasets demonstrate that our method achieves better accuracy than SLAM and object tracking baseline methods. This confirms that solving SLAM and object tracking simultaneously is mutually advantageous, dramatically improving the robustness and accuracy of SLAM and object tracking in dynamic road scenarios.

避免障碍的广泛范围导致了许多基于计算机视觉的方法。尽管受欢迎，但这不是一个解决问题。使用相机和深度传感器的传统计算机视觉技术通常专注于静态场景，或依赖于障碍物的前沿。生物启发传感器的最新发展将事件相机作为动态场景的引人注目的选择。尽管这些传感器的基于帧的对应物具有许多优点，但是高动态范围和时间分辨率，因此基于事件的感知在很大程度上存在于2D中。这通常导致解决方案依赖于启发式和特定于特定任务。我们表明，在执行障碍物避免时，事件和深度的融合克服了每个单独的模型的故障情况。我们所提出的方法统一事件摄像机和LIDAR流，以估计未经现场几何或障碍物的先验知识的度量对抗。此外，我们还发布了一个基于事件的基于事件的数据集，具有超过700个扫描场景的六个可视流。

农业行业不断寻求农业生产中涉及的不同过程的自动化，例如播种，收获和杂草控制。使用移动自主机器人执行这些任务引起了极大的兴趣。耕地面向同时定位和映射（SLAM）系统（移动机器人技术的关键）面临着艰巨的挑战，这是由于视觉上的难度，这是由于高度重复的场景而引起的。近年来，已经开发了几种视觉惯性遗传（VIO）和SLAM系统。事实证明，它们在室内和室外城市环境中具有很高的准确性。但是，在农业领域未正确评估它们。在这项工作中，我们从可耕地上的准确性和处理时间方面评估了最相关的最新VIO系统，以便更好地了解它们在这些环境中的行为。特别是，该评估是在我们的车轮机器人记录的大豆领域记录的传感器数据集中进行的，该田间被公开发行为Rosario数据集。评估表明，环境的高度重复性外观，崎terrain的地形产生的强振动以及由风引起的叶子的运动，暴露了当前最新的VIO和SLAM系统的局限性。我们分析了系统故障并突出观察到的缺点，包括初始化故障，跟踪损失和对IMU饱和的敏感性。最后，我们得出的结论是，即使某些系统（例如Orb-Slam3和S-MSCKF）在其他系统方面表现出良好的结果，但应采取更多改进，以使其在某些申请中的农业领域可靠，例如作物行的土壤耕作和农药喷涂。 。