月面环境三维激光SLAM技术

作     者：尚天祥 王景川 董凌峰 陈卫东 SHANG Tianxiang;WANG Jingchuan;DONG Lingfeng;CHEN Weidong

作者机构：上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240 系统控制与信息处理教育部重点实验室上海200240 

出 版 物：《航空学报》 (Acta Aeronautica et Astronautica Sinica)

年 卷 期：2021年第42卷第1期

页      面：289-297页

核心收录：

学科分类：081203[工学-计算机应用技术] 08[工学] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0835[工学-软件工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(61773261,U1813206) 载人航天预研项目(060601) 

主　　题：月球探索机器人 同步建图与定位 激光里程计 正态分布匹配 迭代最近点匹配 

摘      要：同步建图与定位(SLAM)可实现月球车在未知复杂月面环境下的定位与导航,月球表面由陨坑、石头等起伏地形构成,缺乏树木、建筑物等地面存有的显著特征,大量特征不显著的点云数据会对月球车定位精度和实时性造成影响。本文提出了一种针对月面环境的显著特征点云提取方法以及基于曲面定位能力估计的增量式优化算法,通过Fisher信息矩阵计算曲面定位能力指标,获取机器人位姿估计的不确定性测量,利用增量式的SLAM方案进行优化,用于提高定位精度与实时性。通过在Gazebo(物理仿真平台)仿真场景下的测试,验证了算法性能。