【摘 要】
:
近年来,机器人在人们日常生活中得到了广泛的应用,也发展得越来越智能化,但是在全球导航卫星系统(GNSS)受限的室内环境下,机器人的自主定位与导航功能受到了极大的挑战。基于多传感器信息融合的同步定位与地图构建(SLAM)技术成为解决此问题的重要研究方向之一,并且也受到了学术研究和工程应用人员的广泛关注。本文主要对室内场景下的多传感器信息融合定位与导航技术进行研究,提出并实现了两种融合方法。一种是基于
论文部分内容阅读
近年来,机器人在人们日常生活中得到了广泛的应用,也发展得越来越智能化,但是在全球导航卫星系统(GNSS)受限的室内环境下,机器人的自主定位与导航功能受到了极大的挑战。基于多传感器信息融合的同步定位与地图构建(SLAM)技术成为解决此问题的重要研究方向之一,并且也受到了学术研究和工程应用人员的广泛关注。本文主要对室内场景下的多传感器信息融合定位与导航技术进行研究,提出并实现了两种融合方法。一种是基于紧耦合优化的视觉惯导融合定位算法,该方法实现了改进的ORB特征提取以及非线性优化的后端误差矫正;另一种是自适应视觉惯导与激光融合定位算法,通过设定视觉跟踪阈值,实现了视觉干扰环境下定位模式的自适应切换。主要研究内容包含以下几个方面:首先,根据机器人定位与导航的需求,建立了各种导航常用坐标系以及关联变换,分析了视觉相机、激光雷达以及IMU传感器的测量原理与误差模型,结合轮式差速驱动模型和机器人旋转动力学,建立了移动机器人的运动学模型。其次,针对室内场景中光照变化、特征缺失、障碍物遮挡等影响因素,机器人利用单一传感器数据信息,无法满足实时精准的定位要求。本文研究了多传感器信息融合框架,提出了改进的滑动窗口非线性优化算法,将视觉和IMU数据进行紧耦合融合,提高了室内机器人的定位精度。同时提出一种自适应的视觉/惯性组合导航融合激光雷达的定位模型,进一步提高了机器人对非结构化的复杂室内环境的感知和决策能力。最后,利用Gazebo仿真环境搭建了仿真实验场景以及机器人仿真模型。通过预测跟踪模型对仿真和实际机器人以及视觉无人机进行轨迹追踪,完成了纯视觉、视觉惯导融合以及视觉惯导激光融合实验,结合对比实验结果分析,验证了本文的多源异构传感器信息融合系统的有效性和可靠性。
其他文献
针对单目视觉惯性SLAM算法鲁棒性不高且尺度恢复困难的问题,提出基于动态边缘化的双目视觉惯性SLAM算法(DM-SVI-SLAM)。前端使用光流法进行特征跟踪,利用预积分计算帧间IMU,后端在滑动窗口内融合单/双目匹配点误差、IMU残差及先验误差构建捆集调整的成本函数,利用动态边缘化策略、Dog-Leg算法提升计算效率,回环检测使用词袋方法对关键帧重定位。通过EuRoC数据集评估系统性能,实验结果
计算机视觉和机器人技术的迅速发展,使得基于视觉和惯性传感器的融合定位方法已经成为机器人同时定位和建图方向的关键研究点之一。相机与惯性传感器(Inertial Measurement Unit,IMU)采集到的信息之间具有高度互补性,IMU信息可以在机器人快速运动时或处于弱纹理低光照等恶劣场景时完成粗略位姿估计,而图像信息则可以帮助修正IMU累积的漂移。目前,点特征是视觉前端使用较多的特征,但它对场
在教育教学活动中,教师普遍会使用课堂提问的方式和学生进行互动。教师在讲解完本节课所要学习的内容之后,通常会对学生进行相关内容的提问,在检验学生学习效果的同时加深学生对知识的记忆理解,有效提高数学课堂教学质量。从如今的小学数学课堂教学情况分析,教师课堂提问不管是在内容上还是方式上,都有极大的上升空间。鉴于此,本文围绕小学数学课堂提问艺术展开相关探讨,希望能够让小学数学教学更加高效。
本文对我国农田镉污染现状和危害进行了阐述,总结了当前用于修复农田镉污染的方法,并分别分析了其优缺点,提出了联合修复和新材料修复技术的应用前景,以期为农田土壤镉污染修复提供参考。
同时定位与建图(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM),是无人驾驶领域的关键技术之一,其目的是根据周围环境信息获得车辆的位置信息。视觉惯性信息融合是SLAM领域的主要研究方向之一,其综合了视觉传感器和惯性传感器的优点,将两种传感器信息进行融合,利用惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)的运动信息确定单目视觉的尺度因
随着社会的发展与科技的进步,无人车逐渐走入人们的生活。在无人车系统的研究中,同时定位与建图(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)技术是解决无人车定位的主要研究方法之一。相机由于其成本低、特征信息丰富的特点,在SLAM技术的研究中具有广泛的应用,但是相机容易受天气、环境、载体运动状态的影响,因此本文主要研究了基于多传感器融合的视觉环境建模与定位算法,
机器人技术是综合控制理论、计算机科学、传感器技术与仿生学等多学科而形成的高新技术,并且机器人技术的应用情况是衡量一个国家工业自动化水平的重要指标。随着机器人研究的深入,机器人的应用范围不断拓展,涵盖了医疗、工业、物流等领域。其中,机器人的室内导航定位问题是现今的研究热点,因为室内环境下,传统的卫星导航技术受限,这就需要机器人的自主定位导航技术。在常见的自主定位导航技术中,视觉SLAM技术以其强大的
随着人们对智能便捷生活的不断追求和导航定位技术的迅猛发展,室内导航定位技术逐渐完善并服务人们的生活。然而在一些室内环境中,仅依靠卫星定位技术难以达到精确定位效果。因此,高精度多传感器组合导航定位方法的研究拥有较高的研究意义。本文研究了惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)、视觉相机以及激光雷达三者融合的若干方法,并通过设计实现了相关系统。本课题主要研究内容分两个
实践性是思想政治教育的基本属性,个体主体性的发展、主客观统一性的实现、思维真理性的检验等思想政治教育生成发展的重要方面皆以实践性为基准。《关于费尔巴哈的提纲》中的众多论断深刻体现着思想政治教育的实践属性,蕴含着思想政治教育激发教育对象能动性、增强教育者自为性、强化教育过程历史性的价值指向;揭示了思想政治教育破除虚假观念、深入感性活动、确证人的本质的实践性特征。这些论断为深刻认识和把握思想政治教育实