仪器仪表学报

作者：崔玉明，刘送永，吕振礼，李洪盛，王崧全

单位：崔玉明,1. 江苏师范大学机电工程学院,,刘送永,2. 中国矿业大学机电工程学院,,吕振礼,2. 中国矿业大学机电工程学院,,李洪盛,3. 徐州工程学院机电工程学院,,王崧全,1. 江苏师范大学机电工程学院,

关键词：自主定位;激光雷达-惯性里程计;强度特征;级联优化

基金：江苏省自然科学基金青年基金(BK20230688)、江苏省杰出青年基金(BK20211531)、江苏省高等学校基础科学(自然科学)研究项目(22KJB440004)、徐州市重点研发计划项目(KC22404)、江苏师范大学博士学位教师科研支持项目(22XFRS011)资助

随着国家深地能源战略和地下基础工程的部署展开,自主移动机器人在地下矿山、工程隧道和地下管道等领域的需求快速增长。地下自主作业机器人所处环境复杂,普遍面临卫星定位信号拒止和场景退化特征,导致机器人位姿状态估计误差漂移严重、环境地图构建扭曲变形。针对地下退化环境机器人状态估计不完备的问题,提出一种精准、鲁棒的激光雷达-惯性同时定位与建图(SLAM)框架和方法,组合惯性里程计和激光雷达-惯性里程计级联优化过程,并在激光雷达点云特征匹配中引入强度特征降低点云几何特征稀疏引起的匹配误差,并通过退化检测引入正确的约束方向,保证位姿估计信息的鲁棒性和准确性。公开数据集和现场巷道实验结果表明,所提方法在精度、鲁棒性方面均有出色表现,在地下巷道退化环境的定位精度可达0.03m,可为地下退化环境机器人提供可靠的状态估计和环境描述。

来源：2023年第12期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

查看仪器仪表学报杂志2023年第12期