点线特征融合的激光雷达单目惯导SLAM系统

作     者：崔云轩 刘桂华 余东应 郭中远 张文凯 CUI Yunxuan;LIU Guihua;YU Dongying;GUO Zhongyuan;ZHANG Wenkai

作者机构：西南科技大学信息工程学院四川绵阳621010 

出 版 物：《计算机工程》 (Computer Engineering)

年 卷 期：2022年第48卷第7期

页      面：254-263页

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国防科工局核能开发科研项目(1295) 四川省科技厅重点研发项目(2021YFG0380) 

主　　题：低纹理场景 退化场景 点线特征提取 线特征匹配 特征深度关联 

摘      要：多传感器融合的SLAM系统定位精度相比单一传感器的SLAM系统更高,但在低纹理场景或退化场景下的定位精度有待提高。提出一种点线特征融合的激光雷达视觉单目惯导紧耦合SLAM系统(PL2VI-SLAM),其由点线特征融合的视觉惯导系统(PLVIS)和激光雷达惯导系统(LIS)两个子系统组成。通过PLVIS系统实现点线特征的提取与匹配,使用滑动窗口选择性地引入关键帧,并将惯性导航器件与相机紧耦合以解算位姿。LIS系统将多个约束集成到因子图中进行联合优化,其初始化状态可以作为PLVIS的初始猜测,通过扫描匹配实现激光雷达里程计,并将点云深度分别与PLVIS系统的特征点以及特征线进行关联,为视觉特征提供精确的深度值,提升定位精度。此外,两个子系统将联合进行回环检测,并对位姿进行矫正。在jackal、handled以及自制的长走廊数据集上的实验结果表明,与LVI-SAM、VINS-MDNO及LIO-SAM系统相比,该系统的定位精度更高,适用于低纹理场景及退化场景,并能满足实时性要求。