多源数据融合的机器人定位与地图构建技术
2025-02-11 12:14
No.1338845722329751552
技术概要
PDF全文
本技术方案涉及机器人位姿定位技术,详细描述了一种融合多源数据的定位与地图构建方法及其系统。该技术深入分析了多源SLAM方案,并提出了利用扩展卡尔曼滤波算法结合激光雷达数据进行精确定位的技术方案。
背景技术
随着机器人技术的飞速发展,越来越多的科技产品如无人车、无人机等开始走进人们的生活,而其中实现各类移动机器人智能化的一项重要技术就是定位。在实际应用中,移动机器人在面对复杂场景,如光照变换、动态障碍物多时,容易导致跟踪失败,进而影响移动机器人的定位与建图过程。因而复杂环境下的同步定位与建图(SimultaneousLocalization and Mapping,SLAM)是当前移动机器人研究的热点与重要方向。 基于单一传感器的SLAM方法在运行环境条件差、机器人运动速度或转向过快时表现不稳定,例如:激光雷达传感器扫描观测距离有限、易受到环境中复杂几何结构影响。相机对机器人周围环境的照明条件有一定的要求。编码器电机经过长时间工作会产生累计误差。罗元等人融合里程计与雷达数据,优化建议分布函数,有效降低了预测阶段机器人位姿的不确定性,减少了SLAM所需粒子数量。 2015年,Leutenegger等人提出了基于优化的VIO融合方案OKVIS(OpenKey-frame-based Visual-Inertial SLAM),他们在非线性优化问题中引入了IMU和图像关键点的紧密耦合融合框架,应用线性化和边缘化来实现关键帧。2015年,Zhang等人提出了视觉与激光融合的SLAM系统,即VLOAM(Visual-lidar Odometry and Mapping)。他们提出的在线方法从视觉里程计开始,去估计自身运动,并以高频率、低保真度去记录来自扫描激光雷达的点云。然后,通过基于扫描匹配的激光雷达里程计去改善运动估计,并完成点云配准。2017年,香港科技大学的沈劭劼等人提出了VINS-Mono(Visual-Inertial System Monocular)。该系统将单目相机和IMU的数据进行了融合,通过融合预积分的IMU测量值和特征观测值,使用一种基于紧耦合、非线性优化的方法来实现高精度的视觉惯性里程计。针对回环检测模块,将其与紧耦合公式联合,使其完成重定位的同时计算代价最低。并且,该框架还完成了四个自由度的位姿图优化来提升全局一致性。2021年,王等人提出了一种由三个模块组成的直接视觉激光融合SLAM框架。该框架包括一个两阶段的直接视觉里程计模块、利用动态对象的激光映射模块和将视觉词袋与LIDAR-Iris特征相结合的并行全局和局部搜索回环检测模块。结果表明该算法相较于最先进的方法实现了更准确的位姿估计。 通过上述分析,现有技术存在的问题及缺陷为:现有技术中,基于滤波器的激光SLAM复杂度高且定位精度不高,适用性差。
实现思路
阅读余下40%
技术概要为部分技术内容,查看PDF获取完整资料
该技术已申请专利,如用于商业用途,请联系技术所有人!
技术研发人员:
张磊  焦腾飞  李华军  陈玉静  关明京  崔博威  王鲁泽
技术所属: 中国海洋大学
相关技术
一种图像识别方法、装置、设备、介质及计算机程序产品 一种图像识别方法、装置、设备、介质及计算机程序产品
一种目标识别方法、装置、设备、介质及计算机程序产品 一种目标识别方法、装置、设备、介质及计算机程序产品
代价地图生成方法、设备、介质、产品及无人驾驶车辆 代价地图生成方法、设备、介质、产品及无人驾驶车辆
基于熵权法和装箱算法的Modbus RTU跨TSN调度方法 基于熵权法和装箱算法的Modbus RTU跨TSN调度方法
一种基于状态引导以及种子变异的网络协议模糊测试方法和装置 一种基于状态引导以及种子变异的网络协议模糊测试方法和装置
基于纹理特征分析的接触式仪器三维轮廓缺陷检测方法 基于纹理特征分析的接触式仪器三维轮廓缺陷检测方法
一种细胞图像配准方法及其装置 一种细胞图像配准方法及其装置
一种基于多模态信息融合的图像分类方法 一种基于多模态信息融合的图像分类方法
对象相对自身行进方向确定方法及装置 对象相对自身行进方向确定方法及装置
染色体识别方法及系统 染色体识别方法及系统
技术分类
电信、广播电视和卫星传输服务 电信、广播电视和卫星传输服务
互联网软件服务 互联网软件服务
集成电路设计 集成电路设计
信息集成数字服务 信息集成数字服务
电气机械制造 电气机械制造
计算机、通信、电子设备制造 计算机、通信、电子设备制造
医药制造、生物基材料 医药制造、生物基材料
石油煤矿化学用品加工 石油煤矿化学用品加工
化学原料制品加工 化学原料制品加工
非金属矿物加工 非金属矿物加工
金属制品加工 金属制品加工
专用设备制造 专用设备制造
通用设备制造 通用设备制造
通用零部件制造 通用零部件制造
汽车制造业 汽车制造业
铁路、船舶、航天设备制造 铁路、船舶、航天设备制造
电力、热力生产和供应 电力、热力生产和供应
燃气生产和供应 燃气生产和供应
水生产和供应 水生产和供应
房屋建筑、土木工程 房屋建筑、土木工程
交通运输、仓储和邮政 交通运输、仓储和邮政
农、林、牧、渔业 农、林、牧、渔业
采矿业 采矿业
农副、食品加工 农副、食品加工
烟草、酒水加工 烟草、酒水加工
纺织皮具居家制品 纺织皮具居家制品
文教体娱加工 文教体娱加工
苏ICP备18062519号-5 © 2018-2025 【123技术园】 版权所有,并保留所有权利