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基于视觉-惯导信息融合的采场支架姿态感知方法
1
作者
邢轲轲
程敬义
+5 位作者
许忠鑫
万志军
薛民体
闫万梓
包阔
易俊杰
《工矿自动化》
北大核心
2025年第3期32-38,共7页
针对目前采场支架姿态感知中惯导方法存在漂移误差大、解算精度低,以及视觉方法存在相机易受粉尘与设备遮挡而位姿识别误差大等问题,提出了一种基于视觉-惯导信息融合的采场支架姿态感知方法。首先将四特征点红外标靶固定于支架底座凸台...
针对目前采场支架姿态感知中惯导方法存在漂移误差大、解算精度低,以及视觉方法存在相机易受粉尘与设备遮挡而位姿识别误差大等问题,提出了一种基于视觉-惯导信息融合的采场支架姿态感知方法。首先将四特征点红外标靶固定于支架底座凸台,将双目相机分别固定于支架顶梁与掩护梁,采用基于Canny-最小二乘法的靶标识别方法和基于四特征点的BA-PnP算法解算顶梁、掩护梁相对底座的俯仰角、横滚角。然后将惯性测量单元固定于液压支架顶梁、掩护梁、底座,通过惯性测量单元中MEMS陀螺仪和加速度计的互补滤波方法解算顶梁、掩护梁、底座在世界坐标系下的俯仰角、横滚角。最后将视觉系统解算的姿态角与惯导解算的姿态角进行扩展卡尔曼滤波多源信息融合,利用视觉信息的低频稳定性抑制惯性测量单元的累计误差,得到精确的采场支架姿态。采用基于视觉、惯导和视觉-惯导信息融合3种支架姿态感知方法进行对比实验,结果表明:①初始静止状态下,3种方法的精度均较高,但随着支架运行循环次数增加,基于视觉、惯导的感知结果逐渐偏离真值。②基于视觉、惯导和视觉-惯导信息融合方法的顶梁相对底座的俯仰角感知均方根误差分别为0.201,0.190,0.081°,掩护梁相对底座的俯仰角感知均方根误差分别为0.340,0.297,0.162°。③基于视觉-惯导信息融合方法解算的液压支架立柱伸缩长度的均方根误差为13.682 mm,满足现场需求。基于视觉-惯导信息融合的采场支架姿态感知方法可为液压支架智能化控制提供更准确的姿态参数。
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关键词
液压支架姿态感知
视觉惯导信息融合
惯性测量单元
扩展卡尔曼滤波
光束平差-透视点定位姿态估计算法
IMU
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职称材料
LSFP下的机器人视觉定位技术研究
2
作者
魏永超
邓毅
+3 位作者
李涛
李锦
朱姿翰
徐未其
《激光杂志》
CAS
北大核心
2023年第4期25-31,共7页
针对当前点云的定位算法中,多平面分割效果差、误匹配以及定位精度不够高等问题,提出LSFP的定位思想和C-S分割算法,对目标物体进行定位。在深度相机场景下,利用点云处理算法初步获取目标的位姿,经手眼标定后,进行初步引导;再使用3D扫描...
针对当前点云的定位算法中,多平面分割效果差、误匹配以及定位精度不够高等问题,提出LSFP的定位思想和C-S分割算法,对目标物体进行定位。在深度相机场景下,利用点云处理算法初步获取目标的位姿,经手眼标定后,进行初步引导;再使用3D扫描仪进一步定位目标物体。结果表明:(1)C-S分割算法对多平面分割效果良好,能更准确地去除多余平面,减少点云数量。(2)在垂直于Z轴且Z轴坐标值为171 mm和-10 mm的平面上,仅PrimeSense的定位距离的均方根误差为7.3 mm和8.2 mm,LSFP下的定位距离的均方根误差为2.6 mm和3.2 mm。(3)LSFP定位思想能扩大场景定位的范围,提高物体的定位精度,具有良好的准确性。
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关键词
三维点云
位姿估计
LSFP
C-S分割算法
手眼标定
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职称材料
题名
基于视觉-惯导信息融合的采场支架姿态感知方法
1
作者
邢轲轲
程敬义
许忠鑫
万志军
薛民体
闫万梓
包阔
易俊杰
机构
中国矿业大学矿业工程学院
中国矿业大学信息与控制工程学院
出处
《工矿自动化》
北大核心
2025年第3期32-38,共7页
基金
国家自然科学基金青年科学基金资助项目(51604267)
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2022XSCX21)。
文摘
针对目前采场支架姿态感知中惯导方法存在漂移误差大、解算精度低,以及视觉方法存在相机易受粉尘与设备遮挡而位姿识别误差大等问题,提出了一种基于视觉-惯导信息融合的采场支架姿态感知方法。首先将四特征点红外标靶固定于支架底座凸台,将双目相机分别固定于支架顶梁与掩护梁,采用基于Canny-最小二乘法的靶标识别方法和基于四特征点的BA-PnP算法解算顶梁、掩护梁相对底座的俯仰角、横滚角。然后将惯性测量单元固定于液压支架顶梁、掩护梁、底座,通过惯性测量单元中MEMS陀螺仪和加速度计的互补滤波方法解算顶梁、掩护梁、底座在世界坐标系下的俯仰角、横滚角。最后将视觉系统解算的姿态角与惯导解算的姿态角进行扩展卡尔曼滤波多源信息融合,利用视觉信息的低频稳定性抑制惯性测量单元的累计误差,得到精确的采场支架姿态。采用基于视觉、惯导和视觉-惯导信息融合3种支架姿态感知方法进行对比实验,结果表明:①初始静止状态下,3种方法的精度均较高,但随着支架运行循环次数增加,基于视觉、惯导的感知结果逐渐偏离真值。②基于视觉、惯导和视觉-惯导信息融合方法的顶梁相对底座的俯仰角感知均方根误差分别为0.201,0.190,0.081°,掩护梁相对底座的俯仰角感知均方根误差分别为0.340,0.297,0.162°。③基于视觉-惯导信息融合方法解算的液压支架立柱伸缩长度的均方根误差为13.682 mm,满足现场需求。基于视觉-惯导信息融合的采场支架姿态感知方法可为液压支架智能化控制提供更准确的姿态参数。
关键词
液压支架姿态感知
视觉惯导信息融合
惯性测量单元
扩展卡尔曼滤波
光束平差-透视点定位姿态估计算法
IMU
Keywords
hydraulic support
posture
perception
visual-inertial information fusion
inertial measurement unit
extended Kalman filter
bundle adjustment-perspective point posture estimation algorithm
IMU
分类号
TD355.4 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
LSFP下的机器人视觉定位技术研究
2
作者
魏永超
邓毅
李涛
李锦
朱姿翰
徐未其
机构
中国民用航空飞行学院
出处
《激光杂志》
CAS
北大核心
2023年第4期25-31,共7页
基金
国家自然科学基金(No.U1633127)
西藏科技厅重点研发计划(No.XZ202101ZY0017G)
+1 种基金
中国民航飞行学院科技基金(No.CJ2020-01)
大学生创新创业训练计划项目(No.S202110624114)。
文摘
针对当前点云的定位算法中,多平面分割效果差、误匹配以及定位精度不够高等问题,提出LSFP的定位思想和C-S分割算法,对目标物体进行定位。在深度相机场景下,利用点云处理算法初步获取目标的位姿,经手眼标定后,进行初步引导;再使用3D扫描仪进一步定位目标物体。结果表明:(1)C-S分割算法对多平面分割效果良好,能更准确地去除多余平面,减少点云数量。(2)在垂直于Z轴且Z轴坐标值为171 mm和-10 mm的平面上,仅PrimeSense的定位距离的均方根误差为7.3 mm和8.2 mm,LSFP下的定位距离的均方根误差为2.6 mm和3.2 mm。(3)LSFP定位思想能扩大场景定位的范围,提高物体的定位精度,具有良好的准确性。
关键词
三维点云
位姿估计
LSFP
C-S分割算法
手眼标定
Keywords
3D
point
cloud
posture
estimation
LSFP
C-S segmentation
algorithm
hand-eye calibration0
分类号
TN209 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于视觉-惯导信息融合的采场支架姿态感知方法
邢轲轲
程敬义
许忠鑫
万志军
薛民体
闫万梓
包阔
易俊杰
《工矿自动化》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
LSFP下的机器人视觉定位技术研究
魏永超
邓毅
李涛
李锦
朱姿翰
徐未其
《激光杂志》
CAS
北大核心
2023
0
在线阅读
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职称材料
已选择
0
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