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果园机器人LiDAR/IMU紧耦合实时定位与建图方法
被引量：
15
1
作者
沈跃
肖鑫桦
+1 位作者
刘慧
张璇
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期20-28,48,共10页
针对果园环境中GNSS定位信号易丢失和传统SLAM算法鲁棒性较差的问题,本文提出一种基于LiDAR/IMU紧耦合框架的全局无偏状态估计果园机器人定位与建图方法。LiDAR/IMU紧耦合框架基于因子图进行多源约束的IMU里程计构建,实时输出高频位姿信...
针对果园环境中GNSS定位信号易丢失和传统SLAM算法鲁棒性较差的问题,本文提出一种基于LiDAR/IMU紧耦合框架的全局无偏状态估计果园机器人定位与建图方法。LiDAR/IMU紧耦合框架基于因子图进行多源约束的IMU里程计构建,实时输出高频位姿信息,IMU里程计因子和预积分因子优化LiDAR里程计并提供位姿先验约束IMU零偏。引入局部点云地图参与特征点云粗匹配和非特征点云递进式匹配进一步稠密化源点云,改善LiDAR里程计的性能。融合GPS信号与LiDAR/IMU紧耦合框架的地图构建,能够得到准确且高频连续的位姿信息,提高点云地图的复用率。在果园和苗木等场景验证了该算法的性能,实验结果表明,与LIO-SAM等算法相比,定位精度维持在0.05 m左右,均方根误差为0.0162 m。本文算法使机器人具有更高的精度、实时性和鲁棒性,有效降低了系统累积误差,保证了所构建地图的全局一致性。
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关键词
果园机器人
三维点云地
图
多传感器融合
实时建图与定位
LIDAR
IMU
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职称材料
ArUco-SLAM:基于ArUco二维码阵列的单目实时建图定位系统
被引量：
6
2
作者
邢伯阳
潘峰
冯肖雪
《北京理工大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第4期427-433,共7页
高精度自动建图算法是ArUco二维码阵列定位系统应用的前提和核心,现有在线建图算法累计误差大且易受误检测影响,而人工标定和离线建图的方式则效率低、耗时长.为解决上述问题,本文提出了一种ArUco-SLAM单目实时建图定位算法,其采用前后...
高精度自动建图算法是ArUco二维码阵列定位系统应用的前提和核心,现有在线建图算法累计误差大且易受误检测影响,而人工标定和离线建图的方式则效率低、耗时长.为解决上述问题,本文提出了一种ArUco-SLAM单目实时建图定位算法,其采用前后端并行建图、联合优化的框架,前端以坐标系变换封闭原理对地图进行快速更新和局部修正;后端以非线性优化算法最小化二维码顶点总体重投影误差,实现对关键帧序列囊括地图的全局优化;最终,基于联合优化算法实现对前后端地图的匹配,消除前端地图的累计误差.设计实验对所提算法进行了验证,实验结果证明其相比现有建图系统有着累计误差小和建图效率高的优点,具有建立大规模二维码阵列厘米级精度地图的能力.
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关键词
ArUco二维码阵列
联合优化
实时建图与定位
算法
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职称材料
题名
果园机器人LiDAR/IMU紧耦合实时定位与建图方法
被引量：
15
1
作者
沈跃
肖鑫桦
刘慧
张璇
机构
江苏大学电气信息工程学院
出处
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期20-28,48,共10页
基金
国家自然科学基金项目(32171908)。
文摘
针对果园环境中GNSS定位信号易丢失和传统SLAM算法鲁棒性较差的问题,本文提出一种基于LiDAR/IMU紧耦合框架的全局无偏状态估计果园机器人定位与建图方法。LiDAR/IMU紧耦合框架基于因子图进行多源约束的IMU里程计构建,实时输出高频位姿信息,IMU里程计因子和预积分因子优化LiDAR里程计并提供位姿先验约束IMU零偏。引入局部点云地图参与特征点云粗匹配和非特征点云递进式匹配进一步稠密化源点云,改善LiDAR里程计的性能。融合GPS信号与LiDAR/IMU紧耦合框架的地图构建,能够得到准确且高频连续的位姿信息,提高点云地图的复用率。在果园和苗木等场景验证了该算法的性能,实验结果表明,与LIO-SAM等算法相比,定位精度维持在0.05 m左右,均方根误差为0.0162 m。本文算法使机器人具有更高的精度、实时性和鲁棒性,有效降低了系统累积误差,保证了所构建地图的全局一致性。
关键词
果园机器人
三维点云地
图
多传感器融合
实时建图与定位
LIDAR
IMU
Keywords
orchard robot
three-dimensional point cloud map
multi-sensor fusion
real-time mapping and localization
LiDAR IMU
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
ArUco-SLAM:基于ArUco二维码阵列的单目实时建图定位系统
被引量：
6
2
作者
邢伯阳
潘峰
冯肖雪
机构
北京理工大学自动化学院
北京理工大学昆明产业技术研究院
出处
《北京理工大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第4期427-433,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(61603040,61433003)
云南省应用基础研究资助项目(201701CFD0037)
云南省科学技术厅重点研发资助项目(工业领域)(2018BA070)。
文摘
高精度自动建图算法是ArUco二维码阵列定位系统应用的前提和核心,现有在线建图算法累计误差大且易受误检测影响,而人工标定和离线建图的方式则效率低、耗时长.为解决上述问题,本文提出了一种ArUco-SLAM单目实时建图定位算法,其采用前后端并行建图、联合优化的框架,前端以坐标系变换封闭原理对地图进行快速更新和局部修正;后端以非线性优化算法最小化二维码顶点总体重投影误差,实现对关键帧序列囊括地图的全局优化;最终,基于联合优化算法实现对前后端地图的匹配,消除前端地图的累计误差.设计实验对所提算法进行了验证,实验结果证明其相比现有建图系统有着累计误差小和建图效率高的优点,具有建立大规模二维码阵列厘米级精度地图的能力.
关键词
ArUco二维码阵列
联合优化
实时建图与定位
算法
Keywords
ArUco landmark array
synchronization optimization
SLAM algorithm
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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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
果园机器人LiDAR/IMU紧耦合实时定位与建图方法
沈跃
肖鑫桦
刘慧
张璇
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
15
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
ArUco-SLAM:基于ArUco二维码阵列的单目实时建图定位系统
邢伯阳
潘峰
冯肖雪
《北京理工大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
6
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职称材料
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