基于激光雷达和IMU的同时定位与建图算法研究

来源 :辽宁科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bob2cici
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
自动驾驶和移动机器人相关技术研究是近些年较为热门的研究方向。同时定位与建图的能力是实现系统无人化的重要先决条件。激光雷达由于其较高的精度以及全天候工作的特点,广泛用作SLAM技术中的主要传感器,将激光雷达和IMU相结合是提高整体精度的有效方法。本文以多线激光雷达作为主要的数据获取传感器,融合IMU提供的数据,进行机器人定位与环境建模方面的研究。本文介绍了激光雷达与IMU两种传感器的原理,对激光雷达因为运动造成点云畸变的数据处理方法进行研究,结合当前主流的点面匹配方法对两帧点云数据匹配原理进行了详细描述,通过设计一个激光雷达点云数据采集系统,将激光雷达与IMU传感器采集到的数据保存,介绍了数据的保存格式。针对激光雷达与IMU两个传感器之间信息融合不紧密、信息利用不充分的问题,本文提出了一种使用因子图紧耦合激光雷达与IMU的优化方法。在点面匹配基础上使用点面匹配残差作为激光雷达的因子,IMU预积分残差作为IMU因子,使用因子图将两种因子进行融合,对建图的效果进行优化,把重要的点云帧作为关键帧传入因子图进行优化以提高因子图的优化效率。本文使用滑动窗口限制因子图中优化帧的个数,并应使用边缘化的方法,将滑动窗口中移除的旧帧的约束关系保留,从而保证在提升优化速度的同时,不降低优化精度。研究结果表明,使用因子图优化的点面匹配建图方法相比于其他算法,建图效果更优,误差更小,使用滑动窗口优化后,速度提升了12%,是实现系统无人化的重要基础。在改进使用因子图优化建图方法基础上,针对回环地图情况,融合Scan Context回环检测方法以提升建图精度,当检测到回环时对激光雷达的位姿进行优化,将该位姿作为回环检测因子传入本文设计的融合了IMU与激光雷达因子的因子图中,作为第三种因子,提升因子图的优化效果。实验表明,在具有回环的地图下,建图精度有所提高,两帧之间的匹配速度有所下降,但未影响实时定位与建图,可以满足实际的应用的实时定位与建图的需求。
其他文献
当前,随着互联网的高速发展,万物互联的理念创造了更多的软件应用场景,而更多的应用场景也带来了更多的软件故障。如何在研发软件或者在测试软件时就能对软件缺陷故障发生的模块进行合理预测以达到提前发现重视解决就显得尤为重要。随着深度学习理论的不断创新,用神经网络来解决软件缺陷预测问题成为该领域内重要的研究课题。本文将分析以下两个问题,并采用深度学习技术来建立软件缺陷预测模型,:问题一:软件缺陷数据集的类不
随着智慧矿山建设的快速推进,涌现出很多新的矿山建图方法和定位导航技术。在煤矿智能化开采过程中,各种自主移动机器人都需要进行精确的定位和导航,以保证工作人员对矿山少人化开采进行精准控制和管理。矿山环境中的移动机器人定位自主导航依赖同步定位与建图(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)。激光雷达通过扫描矿山的三维信息,构建点云地图,为煤矿机器人的定位导航
医药产品是影响国计民生的关键性产业,“一带一路”沿线国家是我国未来开展医药产品贸易的重点地区,十八届五中全会制定了《“健康中国2030”规划纲要》,十九大期间,习近平总书记提出“中西医并重”等重要论述,由此可以看出,国家对于医药产品行业的重视,对于加强医药产品贸易发展的决心。当今世界经济在竞争与合作中融合发展,各国均是相关利益关系竞争者。“一带一路”沿线国家是我国医药产品贸易的重要地区,基于结构洞
<正>英语新课程标准强调课堂教学的体验性、参与性、交流性、实践性,通过以上方式发展学生的综合语言应用能力。但是实际教学却并非如此,小学生活泼好动,而教材内容又有限,部分教师仅在课堂教学过程中才会应用到情境创设法,力求有效激发学生的英语学习兴趣,优化学生的英语学习实效。为使学生将教材文字转化自己的语言,教师需要积极创设多样化情境,且情境要真实、贴近生活,将学生的学习情绪导入到有意义的交际活动中,促使
期刊
中小学社会责任教育的价值和内涵在核心素养的引导下需要被重新认识,中小学社会责任教育的重心已从灌输社会责任知识的教育提升到培育社会责任素养的教育。从核心素养视角看,中小学社会责任教育存在目标过于理想化、内容空洞抽象以及社会责任认知与行为相分离的问题。针对这些问题,学校有必要在课程中强化责任意识,引导学生在社会活动中践行责任担当,利用校园文化氛围培育学生的责任情感,通过家校共育提高学生的社会责任品质。
<正>近年来抖音直播规模不断扩大,各类品牌纷纷入驻直播间。在这种形势下,消费者的购买决策往往取决于直播间的营销手段。本文通过问卷调查法,在问卷星制作回收239份有效问卷,通过使用SPSS26.0数据分析,验证抖音直播的功能型、激励机制、名人效应和互动型营销对消费者的购买决策有显著影响。
期刊
目的 针对当前改良留置针固定方法在婴幼儿输液治疗中对患儿舒适度、医患关系以及家属满意度的影响研究开展深入分析,判断其在婴幼儿输液治疗上的临床价值。方法 选取2019年12月至2020年12月收治的需要行输液治疗100例设为研究对象,遵从分配原则,将参与研究的需要行输液治疗的患儿分配到参照组和研究组,每组50例。研究组给予改良留置针固定方法;参照组给予常规留置针固定方法。结果 参照组的患儿舒适度低于
目的 应用Pentacam三维眼前节分析系统获取并分析角膜交联手术(corneal collagen crosslinking, CXL)对圆锥角膜(keratoconus, KC)患者角膜光密度(corneal densitometry, CD)的影响。方法 选取2017年1月至2019年12月就诊于解放军总医院第一医学中心眼科并接受CXL的KC患者28例,纳入圆锥角膜-角膜光密度组(KC-CD
<正>随着社会经济的快速发展,国有企业自身发展也出现了许多问题,对企业管理工作提出了较高的要求,不仅要抓住时代发展的尾巴,还要改革企业管理模式,促进企业的进一步发展。企业工会的存在就好比管理层和广大职工之间沟通交流的渠道,既能强化企业管理质量,也能保障企业进一步发展。基于此,本文从国有企业工会在新时代的定位、国有企业工会的重要性、现状以及新时代国有企业工会工作高质量发展探索和思考等方面进行分析,望
期刊
<正>径国有企业中,党的建设工作不但要引领和促进企业职工的政治思想建设,更要促进企业的管理创新与发展。党的建设工作在推动和保障企业发展转型过程中发挥着难以取代的重要功能,也面临着各种困难。本文首先阐述了做好党建与思想政治教育工作的重要性,然后提出了党建思政工作实施项目化管理中需要遵循的原则,进而针对新时代条件下国有企业党建工作中遇到的问题和挑战提出有效策略,以供相关企业参考。
期刊