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基于筛选策略的动态环境下激光SLAM算法 被引量：1
1
作者 徐晓苏 王睿 姚逸卿 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期681-689,695,共10页
现有的同步定位与建图(SLAM)方法在理想条件下运行稳定,但在动态环境中会因移动物体特征点云的误匹配导致定位误差增大。为解决此问题,提出了一种动态点云检测算法。首先利用惯性测量装置信息对点云数据预处理,包含去畸变等操作;然后剔... 现有的同步定位与建图(SLAM)方法在理想条件下运行稳定,但在动态环境中会因移动物体特征点云的误匹配导致定位误差增大。为解决此问题,提出了一种动态点云检测算法。首先利用惯性测量装置信息对点云数据预处理,包含去畸变等操作;然后剔除地面点云,采用弯曲体素结构对非地面点云进行聚类;接着,通过匈牙利算法关联和匹配两帧之间的聚类,同时利用惯性信息统一坐标系;最后设计一种筛选策略,先用边界框交并比和质心速度粗略筛选动态聚类,再用z轴(高度)分布相似性进行精细筛选。实验结果表明,所提算法能够识别并滤除实验环境中的大部分动态点云聚类;与LIO-SAM算法相比,四种场景下的定位均方根误差平均降低了17.75%;平均精确率和召回率相比Removert分别提升14.81%和5.90%。 展开更多
关键词 激光同步定位与建图 动态环境 动态点云检测 筛选策略
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基于改进Cartographer算法的激光SLAM研究
2
作者 苗红霞 郭章旺 +1 位作者 齐本胜 相志敏 《计算机仿真》 2024年第9期299-303,共5页
针对激光SLAM中Cartographer算法在IMU数据不可靠时,位姿预测误差较大、扫描匹配时间较长的问题,提出了一种改进的Cartographer算法。首先,在预测先验位姿时,使用位姿数据队列末尾的四个数据来计算移动机器人的线速度,并采用加权融合的... 针对激光SLAM中Cartographer算法在IMU数据不可靠时,位姿预测误差较大、扫描匹配时间较长的问题,提出了一种改进的Cartographer算法。首先,在预测先验位姿时,使用位姿数据队列末尾的四个数据来计算移动机器人的线速度,并采用加权融合的方法,对移动机器人的旋转增量进行修正;其次,在使用实时相关性扫描匹配校准先验位姿时,先采用稀疏化策略获取候选位姿旋转得分的分布情况,再对候选位姿得分小于阈值的区域进行剪枝处理,最后对保留下的候选位姿区域计算平移加权得分。仿真表明,在IMU数据不可靠时,改进的Cartographer算法能够有效地改善位姿预测效果,并在保证激光SLAM建图质量的基础上,缩短了实时相关性扫描匹配的时间。 展开更多
关键词 激光同步定位与建图 位姿预测 加权融合 扫描匹配
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退化环境中基于空间几何特征的激光SLAM方法
3
作者 何登科 曾天乐 +2 位作者 晏非凡 何云艳 杨天娇 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期537-546,共10页
针对同步定位与地图构建(SLAM)在无全球定位系统(GPS)信号、缺乏环境特征纹理的退化环境中出现定位失败、建图重叠漂移和无法实时运行的问题,提出了一种基于空间几何特征的激光SLAM方法。算法前端设计了一种基于空间线面几何特征的特征... 针对同步定位与地图构建(SLAM)在无全球定位系统(GPS)信号、缺乏环境特征纹理的退化环境中出现定位失败、建图重叠漂移和无法实时运行的问题,提出了一种基于空间几何特征的激光SLAM方法。算法前端设计了一种基于空间线面几何特征的特征点提取方式,依据点线面约束构建点云配准残差函数,采用高斯-牛顿法优化残差以实现点云配准。算法后端基于关键帧构建子图,通过子图间的map-to-map匹配来获得精确位姿,采用插值融合前后端位姿,实现了全局定位优化。仿真与实际退化环境中的实验结果表明:所提算法在20 m的里程计测试中位姿估算误差小于5%;退化环境中的建图效果优于Hector、Gmapping和Cartographer算法,地图更新平均速度提高近4倍。 展开更多
关键词 激光同步定位与建图 特征提取 环境感知 退化环境
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线面特征结合的三维激光SLAM算法及性能评估 被引量：5
4
作者 王雅仪 余萌 朱锋 《导航定位学报》 CSCD 2021年第1期122-129,共8页
针对自动驾驶的高精度定位中,传统激光同步定位和制图(SLAM)点云配准采用的迭代最临近点法(ICP)计算效率低、易误匹配的问题,提出1种3维激光SLAM点云配准方法:通过基于特征的ICP变种算法,对在不同时刻扫描的重叠点云进行配准;并分析有... 针对自动驾驶的高精度定位中,传统激光同步定位和制图(SLAM)点云配准采用的迭代最临近点法(ICP)计算效率低、易误匹配的问题,提出1种3维激光SLAM点云配准方法:通过基于特征的ICP变种算法,对在不同时刻扫描的重叠点云进行配准;并分析有无全球卫星导航系统(GNSS)数据融合下的激光SLAM自主定位性能。实验结果表明,纯激光SLAM的位置误差存在线性发散,其值约为行车里程的1.98%,融入GNSS数据后,可以提高SLAM全局位姿的一致性,达到分米级定位精度。 展开更多
关键词 激光同步定位与制图 特征提取 点云配准 迭代最临近点法 全球卫星导航系统
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移动机器人2D激光SLAM算法仿真与实现
5
作者 马志艳 邵长松 《湖北工业大学学报》 2024年第2期5-9,共5页
随着无人驾驶技术的迅速发展,同步定位与建图技术因其精度高、稳定性好的优点备受人们关注。基于激光雷达传感器,选择主流的Gmapping和Cartographer算法,搭建实验环境,对两种算法进行对比仿真与实验建图,并对两种算法的建图效果进行深... 随着无人驾驶技术的迅速发展,同步定位与建图技术因其精度高、稳定性好的优点备受人们关注。基于激光雷达传感器,选择主流的Gmapping和Cartographer算法,搭建实验环境,对两种算法进行对比仿真与实验建图,并对两种算法的建图效果进行深度的分析。基于滤波器的Gmapping算法计算量小,依赖于里程计信息,适用于小尺度、低特征环境中;基于图优化的Cartographer算法累计误差低,精度高,适用于精度和稳定性要求较高的场合。 展开更多
关键词 移动机器人 2D激光同步定位与建图 Gmapping算法 Cartographer算法 仿真
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基于激光SLAM的物流分拣机器人自主导航研究
6
作者 王力锋 刘抗英 +1 位作者 姚源果 周万洋 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第5期236-240,共5页
物流分拣机器人工作环境的障碍物多,为此提出基于激光SLAM的物流分拣机器人自主导航研究方法。利用激光SLAM确定机器人工作环境中障碍物的分布情况;将目标偏置策略加入到RRT*算法中,通过设置固定概率和变概率的目标偏置策略,在遍历目标... 物流分拣机器人工作环境的障碍物多,为此提出基于激光SLAM的物流分拣机器人自主导航研究方法。利用激光SLAM确定机器人工作环境中障碍物的分布情况;将目标偏置策略加入到RRT*算法中,通过设置固定概率和变概率的目标偏置策略,在遍历目标点时使路径节点更具导向性,更好地避免机器人与障碍物发生碰撞,再利用搜索随机树搜索其中的最短路径。对比实验表明:与常规方法相比,该方法可在起始点与目标点之间指导机器人按照最短路径行进,导航过程花费时间较短,使机器人自主导航的出错率和能耗均在5%左右。 展开更多
关键词 激光同步定位与地图构建 机器人自主导航 G-RRT*算法 目标偏置策略 随机树
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基于反射靶标的激光SLAM定位方法在港口无人车辆上的应用
7
作者 王康 杨勇生 姚海庆 《全球定位系统》 CSCD 2021年第5期65-72,共8页
针对港口岸边作业区和堆场内部等特定场景影响无人车辆高精度定位的问题,本工作以Cartographer同步定位与建图(SLAM)作为算法基础,研究了基于反射靶标的无人车辆高精度定位方法,设计优化了反射靶标参数与布置方法.针对影响基于反射靶标... 针对港口岸边作业区和堆场内部等特定场景影响无人车辆高精度定位的问题,本工作以Cartographer同步定位与建图(SLAM)作为算法基础,研究了基于反射靶标的无人车辆高精度定位方法,设计优化了反射靶标参数与布置方法.针对影响基于反射靶标的激光SLAM定位精度的关键参数、行车速度和抖动干扰,设计实现了测试系统并进行了多参数对比.针对港口场景下易发生的大抖动干扰导致激光SLAM定位失效的问题,分析了定位失效的产生机理,进而研究了基于惯性导航系统(IMU)和激光SLAM的复合定位技术,提出了大抖动干扰情况下基于反射靶标的激光SLAM定位误差的抑制方法.实验结果表明:上述方案提高了无人车辆在港口特定场景下的定位精度和定位方法鲁棒性. 展开更多
关键词 激光同步定位与建图(SLAM) 反射靶标 定位 抖动干扰 信息融合
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基于激光雷达的SLAM方法综述
8
作者 郑成基 郭敏 +4 位作者 周超 吴超群 蒲茜 柴汇 杜晓辉 《数字制造科学》 2024年第2期100-105,共6页
工业技术革新使得机器人对自主导航和路径规划的要求日趋严格,基于激光雷达的同步定位和地图构建作为一种高效、成熟的自主导航方案,已成功在多种场景中实现智能作业。本文针对激光同步定位与建图SLAM的发展现状,系统分析基于滤波器和... 工业技术革新使得机器人对自主导航和路径规划的要求日趋严格,基于激光雷达的同步定位和地图构建作为一种高效、成熟的自主导航方案,已成功在多种场景中实现智能作业。本文针对激光同步定位与建图SLAM的发展现状,系统分析基于滤波器和基于图优化的两种激光SLAM的经典方案,并围绕激光SLAM的基本框架分别对近年来较高效的SLAM算法进行详细介绍,最后对激光SLAM的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 激光雷达同步定位与建图 地图构建 扫描匹配 闭环检测 后端优化
原文传递
多分辨率去动点的IMU激光雷达定位方法 被引量：1
9
作者 杨智宇 陆佳红 +1 位作者 杜力 鞠浩 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2022年第12期113-117,共5页
在激光雷达(LiDAR)同步定位与建图(SLAM)中,提取通用、稳定和高效的特征实现高精度匹配是定位的关键问题。针对LiDAR SLAM空间动态环境中移动物体特征点匹配导致定位精度不高以及鲁棒性差的问题,运用地面平面拟合算法处理陡坡的地面分割... 在激光雷达(LiDAR)同步定位与建图(SLAM)中,提取通用、稳定和高效的特征实现高精度匹配是定位的关键问题。针对LiDAR SLAM空间动态环境中移动物体特征点匹配导致定位精度不高以及鲁棒性差的问题,运用地面平面拟合算法处理陡坡的地面分割;利用多分辨率的区域图像去除移动物体,提高匹配精度;利用因子图联合优化共同提高位姿估计精度。试验结果表明:该方法对比LeGO-LOAM等传统定位算法绝对轨迹误差降低79.8%,有效地提升了系统定位精度和鲁棒性能。 展开更多
关键词 同步定位与建图 多传感器融合 动态环境 激光雷达同步定位与建图 自动驾驶车辆定位
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