什么是ORB特征?

ORB特征(Oriented FAST and Rotated BRIEF)是计算机视觉领域中一种高效的局部特征描述算法,由Ethan Rublee等人于2011年提出。它结合了改进的FAST关键点检测器和旋转不变的BRIEF描述子,具有计算速度快、对旋转和尺度变化鲁棒性强等特点。ORB通过金字塔分层实现尺度不变性,利用灰度质心法计算方向实现旋转不变性,并采用改进的BRIEF描述子(rBRIEF)增强特征区分度,使其在保持计算效率的同时显著提升了匹配性能。

在自动驾驶领域,ORB特征因其实时性优势被广泛应用于视觉定位、障碍物识别等场景。例如在SLAM系统中,ORB-SLAM算法通过实时提取和匹配ORB特征构建环境地图并估计车辆位姿。相较于SIFT、SURF等传统特征,ORB在嵌入式设备上的计算效率可提升一个数量级,这对资源受限的车载计算平台尤为重要。随着特征点法与深度学习方法的融合趋势,ORB特征仍作为轻量级解决方案在传感器融合、定位回环检测等环节发挥独特价值。