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heritrix做网站,提供企业网站建设价格,官网模版源码,福建漳州网站建设公司复杂环境下实时鲁棒3D激光雷达定位 一、摘要 定位是机器人领域的重要研究方向。本篇文章里#xff0c;我们提出了一种基于3D激光雷达的复杂环境下的定位方案。我们首先使用GPS和雷达建立一张点云地图#xff0c;然后在匹配定位的时候从大地图中分割出一个小地图#xff0c…复杂环境下实时鲁棒3D激光雷达定位 一、摘要 定位是机器人领域的重要研究方向。本篇文章里我们提出了一种基于3D激光雷达的复杂环境下的定位方案。我们首先使用GPS和雷达建立一张点云地图然后在匹配定位的时候从大地图中分割出一个小地图这样能够减少匹配时间同时提高鲁棒性。在定位阶段我们融合了多种传感器以提高位姿输出频率和精度。我们在一个UGV上对融合定位算法进行了验证即使在六个月以前建立的地图上做定位仍然能取得10cm的定位精度以及很高的鲁棒性。该系统已经在一个环境复杂的工厂内持续运行了六个月累计里程达到2000km。 附赠自动驾驶学习资料和量产经验链接 二、主要算法 1、建立点云地图 建图三大要素前端、约束和后端。 在这里前端选用的是loam相比于icp或者ndt它的匹配效率更高能够使系统达到实时。约束包括闭环和gps后端使用的是g2o。后端概率图的组成如下图所示 里程计运行过程中输出位姿在连续输出的位姿中选取关键帧以关键帧作为概率图的节点相邻关键帧之间的相对位姿以及闭环检测到的相对位姿作为边最后把gps的位置作为先验边就完成了概率图构建。 优化之后会得到修正的关键帧位姿以此位姿为基础拼接对应的关键帧点云即可得到点云地图。 2、基于地图的匹配定位 地图定位其实就是当前帧点云和地图点云之间的匹配。此处采用的是ICP方法因为点云匹配需要较好的初值所以需要为每帧提供预测位姿。预测采用的是运动模型预测即以上一帧和这一帧的匹配结果给出下一帧的预测值。 同时为了提高匹配效率和鲁棒性不能直接和整张点云地图匹配而应该和当前位置附近的点云匹配所以每次匹配之前都根据预测位置在大地图里分割出一个小地图用于匹配。 最后因为原始点云稠密度比较高所以在匹配之前对小地图和当前帧点云都使用voxel_filter做一次滤波。 3、融合定位 在得到基于地图的匹配定位以后为了提高输出频率和定位稳定性需要和其他传感器进行融合此处选用里程计。 在滤波算法上由于EKF仅对当前同一时刻的信息进行融合而此处ICP匹配具有延时所以采用SSKF进行滤波。 三、实验 作者把该方法在kitti数据集上做了测试精度指标如下表所示。 随后作者自己采集数据进行了测试。结果如下图其中(a)(b)©(d)(e)是轨迹(f)是前几条轨迹的误差。 四、结论 作者提出了一种以3D激光雷达为核心的定位方案。首先使用GPS和雷达建立点云地图然后以该地图为基础进行了匹配定位最后以匹配结果为观测加上里程计进行了融合定位。定位精度、稳定性均达到了较高的水平并且在实际环境中经过了长时间定位测试的检验。
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