本書系統介紹了視覺SLAM（同時定位與地圖構建）所需的基本知識與核心算法，既包括數學理論基礎，如三維空間的剛體運動、非線性優化，又包括計算機視覺的算法實現，例如多視圖幾何、回環檢測等。此外，還提供了大量的實例代碼供讀者學習研究，從而更深入地掌握這些內容。本書可以作為對SLAM 感興趣的研究人員的入門自學材料，也可以作為SLAM 相關的高校本科生或研究生課程教材使用。高翔，2008年就讀清華大學自動化系，2012年免試進入清華大學自動化系攻讀博士學位。研究課題為視覺SLAM，興趣包括計算機視覺與機器學習。曾撰寫過與SLAM相關的論文和技術博客。張濤，清華大學自動化系教授、黨委書記、副系主任。1995年9月至1999年9月在清華大學自動化系檢測技術與自動化裝置專業學習，獲博士學位。1999年10月至2002年9月在日本國立佐賀大學大學院工學系研究科系統控制專業學習，獲博士學位。研究課題包括機器人、航空航天、計算機視覺等。

第1講 預備知識 1.1 本書講什麼 1.2 如何使用本書 1.2.1 組織方式 1.2.2 代碼 1.2.3 面向的讀者 1.3 風格約定 1.4 致謝和聲明第2講 初識SLAM 2.1 引子：小蘿卜的例子 2.2 經典視覺SLAM 框架 2.2.1 視覺里程計 2.2.2 后端優化 2.2.3 回環檢測 2.2.4 建圖 2.3 SLAM問題的數學表述 2.4 實踐：編程基礎 2.4.1 安裝Linux操作系統 2.4.2 Hello SLAM 2.4.3 使用cmake 2.4.4 使用庫 2.4.5 使用IDE第3講 三維空間剛體運動 3.1 旋轉矩陣 3.1.1 點和向量，坐標系 3.1.2 坐標系間的歐氏變換 3.1.3 變換矩陣與齊次坐標 3.2 實踐：Eigen 3.3 旋轉向量和歐拉角 3.3.1 旋轉向量 3.3.2 歐拉角 3.4 四元數 3.4.1 四元數的定義 3.4.2 四元數的運算 3.4.3 用四元數表示旋轉 3.4.4 四元數到旋轉矩陣的轉換 3.5 相似、仿射、射影變換 3.6 實踐：Eigen幾何模塊 3.7 可視化演示第4講 李群與李代數 4.1 李群與李代數基礎 4.1.1 群 4.1.2 李代數的引出 4.1.3 李代數的定義 4.1.4 李代數so（3） 4.1.5 李代數se（3） 4.2 指數與對數映射 4.2.1 SO（3）上的指數映射 4.2.2 SE（3）上的指數映射 4.3 李代數求導與擾動模型 4.3.1 BCH 公式與近似形式 4.3.2 SO（3）李代數上的求導 4.3.3 李代數求導 4.3.4 擾動模型（左乘） 4.3.5 SE（3）上的李代數求導 4.4 實踐：Sophus 4.5 相似變換群與李代數 4.6 小結第5講 相機與圖像第6講 非線性優化第7講 視覺里程計1第8講 視覺里程計2第9講 實踐：設計前端第10講 后端1第11講 后端2第12講 回環檢測第13講 建圖第14講 SLAM：現在與未來附錄A 高斯分布的性質附錄B ROS入門參考文獻