水下无人航行器结构环境SFEKF同步构图定位方法 被引量：1

1

作者 张勋 王宏健 +2 位作者 周佳加 边信黔 熊磊 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1016-1021,共6页

针对传统同步构图定位(SLAM)传感器具有数据量大、处理速度慢、实时性差的不足和基于扩展卡尔曼滤波的同步构图定位(EKF-SLAM)具有对水下无人航行器(UUV)位置估计精度低、甚至发散的缺陷,把带次优渐消因子的扩展卡尔曼滤波器应用到了导... 针对传统同步构图定位(SLAM)传感器具有数据量大、处理速度慢、实时性差的不足和基于扩展卡尔曼滤波的同步构图定位(EKF-SLAM)具有对水下无人航行器(UUV)位置估计精度低、甚至发散的缺陷,把带次优渐消因子的扩展卡尔曼滤波器应用到了导航系统中,提出了基于多元测距声呐(MRS)的UUV结构环境SFEKF-SLAM(suboptimal fadingextended Kalman filter-SLAM)方法.首先建立基于霍夫变换的水下MRS特征提取模型,设计了基于SFEKF-SLAM的UUV导航系统,利用该系统可以对UUV的状态进行预测,结合MRS信息可以对UUV周围结构环境进行状态更新.海试结果验证了基于霍夫变换的水下MRS模型能够有效提取环境特征,基于SFEKF-SLAM的UUV导航系统相对于常用的基于EKF-SLAM的UUV导航系统具有更高的定位精度,能够构建更加精确的港口堤岸地图. 展开更多

关键词 同步构图定位 水下无人航行器 多元测距声呐 带次优渐消因子的扩展卡尔曼滤波器

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基于迭代扩展Kalman滤波建议分布和线性优化重采样的快速同步定位与构图 被引量：9

2

作者 王宏健 王晶 刘振业 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第2期318-324,共7页

针对标准快速同步定位与构图(FastSLAM)方法中由于样本退化及贫化导致自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)及路标位置估计精度严重下降的问题,该文提出一种基于迭代扩展Kalman滤波(Iterative Extended Kalman Filter,IE... 针对标准快速同步定位与构图(FastSLAM)方法中由于样本退化及贫化导致自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)及路标位置估计精度严重下降的问题,该文提出一种基于迭代扩展Kalman滤波(Iterative Extended Kalman Filter,IEKF)建议分布和线性优化重采样的FastSLAM方法,通过IEKF融入最新观测值从而降低样本退化,为了降低样本的贫化,将重采样过程中复制的样本与部分被抛弃的样本通过线性组合产生新样本。建立AUV的运动学模型、特征模型及传感器的测量模型,通过Hough变换提取特征构建全局地图,采用改进的FastSLAM方法基于海试数据进行了AUV同步定位与构图试验,结果表明该文所设计的方法能够有效避免样本的退化及贫化,提高了AUV及路标的位置估计精度;此外,一致性分析结果表明所设计算法具有长期一致性。 展开更多

关键词 同步定位与构图 迭代扩展Kalman滤波建议分布 线性优化重采样 特征提取

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基于异质传感器信息融合的移动机器人同步定位与构图 被引量：5

3

作者 陈超 李强 闫青 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第13期86-91,共6页

针对采用单一传感器在移动机器人同步定位与构图(SLAM)中存在定位精度低、构图不完整等问题,提出一种基于Kinect视觉传感器和激光传感器信息融合的SLAM算法。首先将Kinect传感器获取的深度图像,经过坐标系转换得到三维点云、通过限制垂... 针对采用单一传感器在移动机器人同步定位与构图(SLAM)中存在定位精度低、构图不完整等问题,提出一种基于Kinect视觉传感器和激光传感器信息融合的SLAM算法。首先将Kinect传感器获取的深度图像,经过坐标系转换得到三维点云、通过限制垂直方向滤波器过滤三维点云的高度信息;再将剩余三维点云投影到水平面并提取边界点云信息转化为激光扫描数据;然后与激光传感器的扫描数据进行数据级的信息融合;最后输出统一数据实现移动机器人的构图及自主导航。实验结果表明,该方法能够准确地检测小的,及特征复杂的障碍物,能够构建更精确、更完整的环境地图;且更好地完成移动机器人自主导航任务。 展开更多

关键词 同步定位与构图 Kinect视觉传感器 激光传感器 信息融合 自主导航

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传感器数据融合与单一传感器在同步定位与构图中的对比研究 被引量：11

4

作者 郭维 彭辉 张瑜 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2020年第6期1882-1885,共4页

针对室内环境下单一传感器数据在同步定位与构图中的局限性问题,提出了一种使用模糊贴近度和自适应加权相结合的传感器数据融合方法。首先建立了观测模型,并使用模糊贴近度的方法将Kinect深度摄像头获取的数据和激光雷达数据进行首次融... 针对室内环境下单一传感器数据在同步定位与构图中的局限性问题,提出了一种使用模糊贴近度和自适应加权相结合的传感器数据融合方法。首先建立了观测模型,并使用模糊贴近度的方法将Kinect深度摄像头获取的数据和激光雷达数据进行首次融合;然后使用自适应加权的方法对权值系数进行二次加权修正;最后将使用该方法构建的地图与单一传感器构建的地图进行了对比分析。实验证明,使用该方法获得的数据更加可靠,获取的地图精确度更高、环境特征表现更加平滑,验证了所提算法的有效性。 展开更多

关键词 传感器数据融合 模糊贴近度 自适应加权 同步定位与构图

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基于磁航向约束的视觉惯性定位算法 被引量：5

5

作者 李磊磊 梁琳 +1 位作者 陈家斌 韩勇强 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期188-194,共7页

针对视觉惯性导航系统绝对航向信息缺失导致精度下降的问题,提出了一种基于磁航向约束的视觉惯性定位算法。首先,建立了视觉/惯性/地磁导航系统模型,并对惯性数据采用预积分进行处理,降低状态更新时系统计算负担,提高实时性;其次,在视... 针对视觉惯性导航系统绝对航向信息缺失导致精度下降的问题,提出了一种基于磁航向约束的视觉惯性定位算法。首先,建立了视觉/惯性/地磁导航系统模型,并对惯性数据采用预积分进行处理,降低状态更新时系统计算负担,提高实时性;其次,在视觉惯性数据对齐后,引入地磁观测数据作为约束,获取真实航向信息,完成系统初始化;最后,构建目标函数,通过非线性优化实现视觉、惯性和地磁数据融合。通过搭建车载实验平台,在室外环境下对所提出算法进行了验证,实验结果表明,相比于VINS-mono,引入磁约束后,视觉惯性导航系统的平均定位均方根误差减小了约25%。 展开更多

关键词 磁约束 同步定位与构图 非线性优化 紧耦合 闭环检测

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一种结合地形和环境特征的水下导航定位方法 被引量：5

6

作者 徐晓苏 汤郡郡 +1 位作者 张涛 岳增阳 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期590-596,共7页

为了实现水下潜器长时间高精度导航定位,同时考虑到传统地形辅助导航系统在先验地形图不可得或者是地形变化不明显的海域(地形不可匹配区域),无法用来修正惯性导航位置误差的问题,提出了一种结合地形和环境特征的水下导航定位方法。在... 为了实现水下潜器长时间高精度导航定位,同时考虑到传统地形辅助导航系统在先验地形图不可得或者是地形变化不明显的海域(地形不可匹配区域),无法用来修正惯性导航位置误差的问题,提出了一种结合地形和环境特征的水下导航定位方法。在先验地形图可得且地形高程变化明显的可匹配区域,采用地形辅助导航系统来修正惯导位置误差,在先验地形图不可得或者是地形高程变化不明显的不可匹配区域,采用基于海洋环境特征的同步定位与构图算法来修正惯导位置误差。仿真结果表明,该方法在地形可匹配区域以及地形不可匹配区域得到的航迹都比纯惯导得到的轨迹更接近于理想航迹,因此可以用来修正惯导位置误差。 展开更多

关键词 水下航行器 地形辅助导航系统 同步定位与构图 惯性导航系统

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室内环境下基于图优化的视觉惯性SLAM方法 被引量：17

7

作者 徐晓苏 代维 +2 位作者 杨博 李瑶 董亚 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期313-319,共7页

基于图优化的即时定位与同步构图(SLAM)方法是在视觉里程计运动估计的基础上通过增加一个回环检测,从而对非线性多约束进行优化来提高定位精度。在视觉运动估计中,针对视觉特征点匹配错误率高的问题,提出了一种ORB特征点聚类抽样匹配跟... 基于图优化的即时定位与同步构图(SLAM)方法是在视觉里程计运动估计的基础上通过增加一个回环检测,从而对非线性多约束进行优化来提高定位精度。在视觉运动估计中,针对视觉特征点匹配错误率高的问题,提出了一种ORB特征点聚类抽样匹配跟踪的方法。在位姿图优化上,提出了一种改进型的回环检测方法,减少了两种错误匹配的可能性。最后将视觉SLAM与惯性导航进行组合,提高了系统的稳定性和定位精度。使用公开的室内SLAM测试数据集进行仿真,结果表明,该方法的定位均方根误差在厘米级,生成的点云地图清晰可见。 展开更多

关键词 即时定位与同步构图 图优化 聚类抽样 回环检测 组合定位

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基于图优化的视觉SLAM研究进展与应用分析 被引量：7

8

作者 王录涛 吴林峰 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2020年第1期9-15,共7页

为了对SLAM技术有更为全面的把握,在回顾过去三十年里视觉SLAM技术发展历程基础上,详细分析了视觉SLAM问题的本质与求解的复杂性。重点对在提高位姿估计精度、构建全局一致地图与提升算法求解效率上的最新研究成果进行了介绍,并对当前... 为了对SLAM技术有更为全面的把握,在回顾过去三十年里视觉SLAM技术发展历程基础上,详细分析了视觉SLAM问题的本质与求解的复杂性。重点对在提高位姿估计精度、构建全局一致地图与提升算法求解效率上的最新研究成果进行了介绍,并对当前代表性的算法实现方案进行了分析与比较。针对未来大尺度环境、全生命周期应用需求,对现有算法框架的不足与最新研究趋势进行了归纳总结。最后,探讨了深度学习技术与视觉SLAM问题求解的关联性。 展开更多

关键词 同步定位与构图 图优化 数据关联 稀疏化 深度学习

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基于雷达–扫描器/惯性导航系统的微小型无人机室内组合导航 被引量：20

9

作者 孔天恒 方舟 李平 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期607-613,共7页

本文提出一种基于雷达–扫描器/惯性导航系统(radar-scanner/INS)的微小型无人机室内导航方法.为提高算法的实时性,采用基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的D&C同步定位与构图技术(SLAM)实现定位和构图;在更新状态值的扫描匹配过程中提出启... 本文提出一种基于雷达–扫描器/惯性导航系统(radar-scanner/INS)的微小型无人机室内导航方法.为提高算法的实时性,采用基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的D&C同步定位与构图技术(SLAM)实现定位和构图;在更新状态值的扫描匹配过程中提出启发性逻辑来筛选激光雷达数据,以提高算法对无人机因姿态和高度变化而引起的轮廓地图波动的抗干扰性;在特征匹配的过程中选取合理的地图轮廓特征,并利用扫描匹配的结果和特征匹配的传递性提出了精度较高的引导配对,以提高特征配对在三维环境下的准确性;最后,将D&C SLAM与惯性导航系统进行基于EKF的组合滤波,给出无人机的全状态估计.通过与GPS/INS组合导航对比以及室内飞行验证,本文提出的方法能够满足无人机飞行控制对导航实时性和精度的要求. 展开更多

关键词 微小型无人机 同步定位与构图 特征提取和匹配 扫描匹配 室内导航 卡尔曼滤波

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基于改进四叉树的ORB特征均匀分布算法 被引量：17

10

作者 姚晋晋 张鹏超 +2 位作者 王彦 罗朝阳 李海婷 《计算机工程与设计》 北大核心 2020年第6期1629-1634,共6页

针对ORB特征在图像上分布不均匀的问题,提出一种基于改进四叉树的特征均匀分布算法。通过计算图像灰度均值与方差选取FAST角点的初始提取阈值,采用改进的四叉树对特征点进行筛选,对不同金字塔层设置不同的四叉树深度以提高计算效率,减... 针对ORB特征在图像上分布不均匀的问题,提出一种基于改进四叉树的特征均匀分布算法。通过计算图像灰度均值与方差选取FAST角点的初始提取阈值,采用改进的四叉树对特征点进行筛选,对不同金字塔层设置不同的四叉树深度以提高计算效率,减少特征冗余,采用均匀度函数对特征的均匀度进行量化。实验结果表明,改进算法提高了ORB特征的均匀度,特征提取时间相比传统算法减少10%以上,有效提高了特征提取的均匀度和效率。 展开更多

关键词 改进四叉树 特征提取 均匀分布 图像金字塔 视觉同步定位与构图

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基于单应性变换的雷达栅格坐标与光学像素坐标映射方法研究 被引量：5

11

作者 王彦平 崔喜伟 李洋 《信号处理》 CSCD 北大核心 2023年第7期1233-1242,共10页

毫米波雷达与光学摄像头是自动驾驶及灾害监测机器人等无人自主平台的主要感知器组合之一,将雷达栅格坐标映射至光学像素坐标是后续微波与视觉信息融合处理的关键基础。现有坐标映射方法主要解决雷达坐标系单帧点云坐标与光学像素坐标... 毫米波雷达与光学摄像头是自动驾驶及灾害监测机器人等无人自主平台的主要感知器组合之一,将雷达栅格坐标映射至光学像素坐标是后续微波与视觉信息融合处理的关键基础。现有坐标映射方法主要解决雷达坐标系单帧点云坐标与光学像素坐标的映射问题。雷达运动积累多帧点云构建的占据栅格地图可获取比单帧雷达点云更强的几何语义特征信息,但其栅格坐标难以直接与光学像素坐标建立坐标映射关系。针对该问题,本文提出基于单应性变换的雷达栅格坐标与光学像素坐标映射方法。在此基础上,本文分析了特征点数量等误差因素对映射精度的影响及有效性条件。最后,利用实际采集的毫米波雷达及光学图像数据验证了映射方法的有效性。 展开更多

关键词 单应性变换 同步定位与构图 映射

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