基于多模态信息融合的仓储AGV的激光惯性导航方法

作     者：张博 张吟龙 梁炜 王鑫 杨雨沱 Zhang Bo;Zhang Yinlong;Liang Wei;Wang Xin;Yang Yutuo

作者机构：沈阳建筑大学电气与控制工程学院辽宁沈阳110168 中国科学院网络化控制系统重点实验室辽宁沈阳110169 中国科学院机器人与智能制造创新研究院辽宁沈阳110169 中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室辽宁沈阳110169 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2024年第44卷第9期

页      面：169-181页

核心收录：

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 080904[工学-电磁场与微波技术] 1202[管理学-工商管理] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 081002[工学-信号与信息处理] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金(62273332) 中国科学院青年创新促进会项目(2022201) 广东省基础与应用基础研究基金(2023A1515011363) 

主　　题：激光雷达 同时定位和建图 惯性测量单元预积分 二维码 因子图优化 

摘      要：提出一种基于激光惯性二维码融合的自动导引运输车(AGV)导航方法。针对惯性偏差漂移的问题,提出融合二维码的惯性测量单元(IMU)预积分模型,利用二维码约束信息优化惯性残差,估计和校正惯性偏差。针对实时性差的问题,提出一种具有全局一致性的优化模型,通过选择性地引入关键帧和二维码,执行融合二维码的分层局部捆绑约束(BA)优化,以有效缩短优化时间;提出激光雷达/IMU/二维码紧耦合优化方法,通过将预积分因子、回环因子、二维码因子、跟踪因子纳入因子图系统,实现多层次的数据融合,以有效提高定位精度与鲁棒性。在搭建的仓储AGV导航平台上进行了大量的实验和分析,并与几种代表性开源方法进行对比。结果表明,本文方法的导航精度优于传统方法,其中定位精度误差小于0.02 m,角度误差小于2°。