一、定義與核心價值

視覺里程計（Visual Odometry, VO）是通過分析連續圖像序列估計相機或移動載體6自由度位姿（3個平移+3個旋轉參數）的技術，其核心目標是從視覺數據中提取運動信息，實現對設備軌跡的實時跟蹤[1][3][15]。與傳統輪速里程計依賴物理接觸不同，VO通過攝像頭獲取的環境視覺特征進行定位，在復雜地形（如火星表面、崎嶇山路）和動態場景中具有獨特優勢[7]。

作為同時定位與地圖構建（SLAM）系統的關鍵組件，VO專注于短期運動估計，而SLAM還需結合回環檢測和全局優化構建一致地圖[7][29]。這種技術分工使VO成為自動駕駛、機器人導航等領域的基礎模塊，其精度直接影響上層決策系統的可靠性。

二、技術原理與分類體系

2.1 基本工作流程

VO系統通常遵循"四步走"框架：

1. 圖像預處理：畸變校正、灰度化及時間同步[9]
2. 特征提取與匹配：通過ORB、SIFT等算法檢測角點、邊緣等顯著特征，并在相鄰幀間建立對應關系[5][7]
3. 運動估計：利用本質矩陣分解或PnP算法計算位姿變化[3][19]
4. 優化與輸出：通過光束平差法（BA）或圖優化減少累積誤差[29]

2.2 主流技術路線對