检索结果-南通市图书馆

检索条件"主题词=LiDAR/IMU紧耦合"

共 1 条记录，以下是1-10 订阅

全选清除本页清除全部题录导出标记到"检索档案"

详细简洁

排序：

基于轮式机器人的lidar/imu/GNSS融合定位算法研究

基于轮式机器人的LiDAR/IMU/GNSS融合定位算法研究

引用

作者：张再兴武汉大学

学位级别：硕士

随着轮式机器人在服务业、物流配送、智能家居、采矿业、安防巡检、军事等领域的广泛应用,高精确、高可靠、高实时的定位需求越来越迫切。目前,室内外精准导航定位是机器人领域的热点研究方向。然而,全球卫星定位系统(Global Navigation... 详细信息

随着轮式机器人在服务业、物流配送、智能家居、采矿业、安防巡检、军事等领域的广泛应用,高精确、高可靠、高实时的定位需求越来越迫切。目前,室内外精准导航定位是机器人领域的热点研究方向。然而,全球卫星定位系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)在受遮挡严重区域定位精度差甚至不可用;惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)误差随时间快速累积;轮速计(Odometer,ODO)无法单独提供定位结果;激光雷达(Light Detection And Ranging,lidar)匹配在退化场景失效。因此,单一传感器定位技术无法完全满足轮式机器人的定位需求。多传感器融合定位技术可以利用传感器之间的互补优势,提升系统定位导航的精度和可靠性。本文面向轮式机器人,开展了基于lidar、imu、轮速计和GNSS的多源融合定位算法研究,主要工作和贡献包括:(1)为了兼顾轮式机器人的阿克曼转向运动和全轮转向运动模型,设计并实现了一套考虑轮角的imu/轮速计预积分算法。算法利用车轮的速度和角度构造了车轮坐标系下的里程增量,在状态向量中估计了轮速计比例因子和轮角误差,并构建了里程增量的微分方程以及噪声传播方程。实验结果表明,提出的考虑轮角的imu/轮速计算法可以兼容阿克曼转向模型和全轮转向模型,准确估计出由于舵机磨损和控制死区造成的轮角误差,确保imu/轮速计预积分算法的精度没有损失。另外,本文的轮角误差估计算法可以吸收imu和车体之间的航向安装角误差,当无法得到安装角时,提出的算法能消除其影响,有效维持定位的精度。(2)针对主流lidar/imu紧耦合算法没有充分利用平面约束、lidar观测协方差为经验值的问题,本文提出了基于滑窗图优化的“面-面”匹配lidar/imu紧耦合算法。在“面-面”匹配中,算法充分考虑了平面的法向量约束,并通过理论分析从lidar测量误差模型中得到了“面-面”匹配的协方差。基于开源数据集的验证表明,“面-面”匹配的lidar/imu紧耦合算法优于FAST-LIO2、LIO-SAM、Li Li-OM的精度,达到了SOTA(State Of The Art)级别。自测数据集的消融实验证实,相比于“点-面”匹配,“面-面”匹配更好地抑制了姿态误差的发散;相比于基于经验值的协方差,自适应协方差通过给平面合理的权重提升了定位精度。联合“面-面”匹配以及自适应协方差,位置精度提升了10.5%,姿态精度提升了16.7%。(3)面向机器人连续、精确、可靠的绝对定位需求,本文设计并开发了一套基于图优化的lidar/imu/轮速计/GNSS多源融合定位算法及软件。算法分为内外两层,内层的lidar/imu/轮速计使用考虑轮角的imu/轮速计预积分和“面-面”匹配的紧耦合技术,保障全轮转向机器人的位置递推能力;外层在全局位姿图优化中融合GNSS位置、内层lidar/imu/轮速计定位、回环检测与修正信息,实现连续、精确的绝对定位导航。实验对比了本文lidar/imu/GNSS算法与目前主流开源的算法LIO-SAM的定位精度,结果表明本文算法的精度达到了SOTA级别。在复杂环境、全轮转向模型下评估提出的lidar/imu/轮速计/GNSS定位算法,实验结果说明本文算法精度高且鲁棒性好,在lidar退化场景依然能维持定位精度。综上所述,本文研究了基于图优化的lidar/imu/轮速计/GNSS多源融合定位关键技术并研制了软件,通过轮式机器人实验对算法进行了充分验证和分析。本文算法能够满足轮式机器人高精确、高可靠、高实时的定位需求,为综合复杂环境下轮式机器人的定位提供可靠方案。

关键词：轮式机器人 lidar/imu紧耦合 imu/轮速计预积分多源融合定位

来源：

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

全选清除本页清除全部题录导出标记到“检索档案”

共1页 << < 1 > >>

回到顶部

执行限定条件

欢迎您,

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

在线全文

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

欢迎您,

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

在线全文

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：