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题名大场景中基于IHDT的激光回环检测算法
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作者
董杰
蒋林
陈跃龙
吴广卓
汤勃
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机构
武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室
武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室
武汉科技大学机器人与智能系统研究院
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出处
《农业装备与车辆工程》
2024年第11期109-115,122,共8页
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基金
国家重点研发计划项目“机器人环境建模与导航定位专用芯片及软硬件模组”(2019YFB1310000)。
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文摘
针对大场景下机器人定位和地图构建中的累积漂移偏差问题,提出一种基于强度、高度与密度三进制模式(IHDT)描述子的激光回环检测算法。将点云空间划分为三进制单元块提取全局描述子IHDT,其中包含点云的强度、高度和密度信息。为提高回环检测的效率,避免直接匹配大场景中的关键帧,采用两阶段搜索算法;为确定与当前帧IHDT描述子最为相似的候选帧,通过检索历史帧IHDT的二进制矩阵,进而确定最终的目标回环索引。在KITTI 05大场景中,所提IHDT-LIO-SAM算法的轨迹均方根误差和标准差分别为1.81、2.23 m,相较于基于欧式距离的LIO-SAM回环检测算法分别减少34%和50%,显著降低了误差。在拥有多个回环的大场景中,所提方法展现出了更好的适应性。
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关键词
大场景
回环检测
强度、高度与密度三进制模式
同步定位建图
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Keywords
big scene
loop closure detection
intensity、height and density trinary pattern
simultaneous localization and mapping
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分类号
TP242.6
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名基于图像熵的移动机器人激光点云闭环检测
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作者
吴广卓
颜俊杰
朱建阳
蔡芸
蒋林
钟世杰
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机构
武汉科技大学
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出处
《机床与液压》
2025年第17期13-21,共9页
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基金
国家重点研发计划项目(2019YFB1310000)。
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文摘
闭环检测是移动机器人同步定位与建图过程中的重要组成部分。针对现有SLAM算法难以处理反向闭环检测,以及闭环检测准确率有所欠缺的问题,提出一种基于图像熵的激光点云闭环检测算法。利用激光点云可以转化为像素矩阵的特性,提取点云的高度、强度与层次信息3种特征,根据图像熵加权融合为全局描述符,再利用图像熵将全局描述符编码为拥有旋转不变性的哈希码,通过三阶段相似度匹配寻找闭环匹配帧,再对匹配帧进行旋转补偿,构建回环位姿约束,使机器人以任意方向重访历史地点时,均能准确构建回环位姿约束。最后,为了验证所提算法的有效性,在KITTI数据集和真实环境中进行实验验证。结果表明:该算法不仅提高了闭环检测的准确率与召回率,而且在处理反向和交叉闭环检测的能力上展现了显著的提升。在KITTI数据集的测试中,该算法的最大F 1评分和EP值较现有先进算法至少提高了9.7%和17.0%。
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关键词
移动机器人
激光点云
图像熵
闭环检测
旋转不变性
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Keywords
mobile robots
laser point cloud
image entropy
closed-loop detection
rotational invariance
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分类号
TP242.6
[自动化与计算机技术]
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