摘要
针对原始自适应蒙特卡洛定位(Adaptive monte carlo localization,AMCL)算法仅利用激光信息存在的缺陷,提出一种基于激光与视觉融合的语义地图进行全局定位,该语义地图融合基于深度学习的目标检测方法提取环境中的墙角语义;利用建立的包含墙角信息的二维语义栅格地图,结合视觉预定位方法及角点周围语义信息表来提高算法全局初始定位的效率和准确性,使得移动机器人可以在少量先验信息和运动的情况下更迅速地实现定位。提出视觉预定位的方法,改进了粒子权重更新方式,再同步结合AMCL算法与环境地图匹配进行精定位。最后通过搭建的移动机器人在不同场景下进行对比试验,验证了该方法的有效性。
Aiming at the defects of the original AMCL positioning algorithm using only laser information,a semantic map based on laser and vision fusion is proposed for global positioning.The semantic map is fused with a target detection method based on deep learning to extract the corner semantics in the environment;use The established two-dimensional semantic grid map containing corner information,combined with the visual pre-positioning method and the semantic information table around the corner points to improve the efficiency and accuracy of the algorithm’s global initial positioning,so that the mobile robot can be used in the situation of a small amount of prior information and motion To achieve positioning more quickly.The method of visual pre-positioning is proposed,the particle weight update method is improved,and the AMCL algorithm is combined with the environment map to perform precise positioning.Finally,a comparative experiment of the built mobile robot in different scenarios verifies the effectiveness of the method.
作者
蒋林
聂文康
朱建阳
刘奇
田体先
李峻
JIANG Lin;NIE Wenkang;ZHU Jianyang;LIU Qi;TIAN Tixian;LI Jun(Key Laboratory of Metallurgical Equipment and Control Technology,Wuhan University of Science and Technology,Wuhan 430081;Institute of Robotics and Intelligent Systems,Wuhan University of Science and Technology,Wuhan 430081)
出处
《机械工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第24期312-323,共12页
Journal of Mechanical Engineering
基金
国家重点研发计划(2019YFB1310000)
武汉市应用基础前沿项目(2019010701011404)
湖北省重点研发计划(2020BAB098)
国家自然科学基金(51874217)资助项目
关键词
墙角信息
语义信息表
全局预定位
改进AMCL
语义地图
corner information
semantic information table
global pre-positioning
improved AMCL
semantic map
作者简介
蒋林,男,1976年出生,博士,教授,博士研究生导师。主要研究方向为室内移动机器人地图构建、定位、导航。E-mail:jianglin76@wust.edu.cn;聂文康,男,1996年出生,硕士研究生。主要研究方向为室内移动机器人语义地图构建、物体检测识别。E-mail:1797537258@qq.com;通信作者:朱建阳,男,1981年出生,博士,副教授,博士研究生导师。主要研究方向为仿生机器人,低速风/水能源捕获技术等。E-mail:zhujy@wust.edu.cn;刘奇,男,1996年出生,硕士研究生。主要研究方向为室内移动机器人物体识别、语义地图构建。E-mail:liuqi_xl@163.com;田体先,男,1985年出生,博士,讲师,硕士研究生导师。主要研究方向为并联机构设计与控制、电液伺服仿真与试验技术。E-mail:tiantixian@163.com;李峻,男,1997年出生,硕士研究生。主要研究方向为室内移动机器人地图构建、导航。E-mail:lijun_mce@163.com
