收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于激光雷达与视觉融合的SLAM系统设计与实现

陈鹏  
【摘要】:随着移动服务机器人产业的快速发展,其应用场景也变得更加复杂多样,凭借单一传感器进行同时定位与地图构建难以满足应用需求,采用多个传感器进行准确定位及建图已成为该领域的研究热点之一。为了克服二维激光雷达和深度相机传感器在同时定位与地图构建(SLAM)领域存在的技术问题,本文结合上述两种传感器的优劣情况,研究并实现基于激光雷达与视觉信息融合的SLAM算法。本文首先针对传统Gmapping算法中采样粒子数固定不变导致系统资源浪费和构建地图精度较低的问题,提出一种基于Gmapping的可变粒子数算法。该方法能够根据环境的复杂程度动态调整系统中采样粒子数,通过大量实验找到环境复杂度和采样粒子数之间的对应关系。在MATLAB中仿真得到改进后的Gmapping算法中移动机器人运行时间更短,运动轨迹更接近真实值,提升了定位精准度和效率。其次,以开源ORB-SLAM2算法为基础提出一种实时栅格地图构建方法,该算法通过构建逆传感器模型结合占据栅格地图模型得到用于导航的地图,通过实验移动机器人能在现实会议室场景中构建出清晰准确的栅格地图。最后,提出了激光雷达与深度相机融合的SLAM方案。该方法的数据融合采用贝叶斯估计,将基于ORB-SLAM2算法与改进Gmapping算法构建的局部地图进行融合。在KITTI数据集上得到该融合方案的运动总累计误差最大值为25.518332、均值为12.312251,定位效果显著优于主流的单一传感器方法;在实际室内环境下进行单一传感器和融合SLAM之间的对比实验,融合后的SLAM方案得到更加全面准确的栅格地图,验证了融合方案的有效性和实用性,达到了预期设计要求。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前15条
1 赵舒欣;;基于SLAM技术在视障人群视觉辅助领域应用研究[J];电脑编程技巧与维护;2021年09期
2 马争光;赵永国;刘成业;刘广亮;朱琳;;激光和视觉融合SLAM方法研究综述[J];计算机测量与控制;2019年03期
3 杨雪梦;姚敏茹;曹凯;;移动机器人SLAM关键问题和解决方法综述[J];计算机系统应用;2018年07期
4 王锦凯;贾旭;;视觉与激光融合SLAM研究综述[J];辽宁工业大学学报(自然科学版);2020年06期
5 李陆君;张智;韩蕊;李晨阳;丁亚男;;基于激光雷达和深度相机融合的视觉SLAM研究[J];智能计算机与应用;2020年08期
6 代凯;申棋仁;吴官朴;赵阳;马芳武;;基于激光雷达的SLAM和融合定位方法综述[J];汽车文摘;2021年02期
7 宋玉琴;熊高强;曾贺东;高师杰;;多平面点优化的单目SLAM方法[J];国外电子测量技术;2021年10期
8 崔志;石秀敏;李勇;王玮;刘朝华;;Cartographer 2D SLAM算法室内建图分析[J];电子世界;2020年11期
9 池垚;胡文昊;李志远;邢泽天;杨智星;;一种基于激光雷达的2D-SLAM的系统设计[J];数码世界;2020年08期
10 林春景;林培航;;基于视觉图像SLAM的巡检车研究和实现[J];广播电视信息;2022年02期
11 崔明月;钟仕鹏;刘思瑶;李博洋;吴成昊;黄凯;;利用边缘计算的多车协同激光雷达SLAM[J];中国图象图形学报;2021年01期
12 赵华东;张耀辉;吴畏;;智能车激光SLAM的研究与实现[J];汽车实用技术;2020年23期
13 曾凌烽;高易年;王欣;;基于粒子滤波的未知环境通信的多机器人SLAM算法研究[J];机械设计与制造工程;2021年04期
14 汤巍;王冠凌;;基于激光雷达的智能小车SLAM研究[J];绥化学院学报;2020年05期
15 揭云飞;王峰;智凯旋;熊超伟;李学易;;视觉SLAM系统分析[J];电脑知识与技术;2018年19期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 苏丽;李恩泽;刘志林;;基于啮齿类动物神经模型的SLAM算法[A];第37届中国控制会议论文集(D)[C];2018年
2 皮燕燕;王远明;刘为任;王兴岭;;二维场景中SLAM算法对比研究[A];2018惯性技术发展动态发展方向研讨会文集[C];2018年
3 Bo Han;Li Xu;;A Monocular SLAM System with Mask Loop Closing[A];第32届中国控制与决策会议论文集(2)[C];2020年
4 Yi Cheng;Renyan Fang;;Research on SLAM System incorporating Weakly-Supervised Learning in Dynamic Environment[A];第32届中国控制与决策会议论文集(2)[C];2020年
5 Zhen Chen;Yang Zhou;Fengdi Zhang;Min Xu;Xiangdong Liu;Zhen Li;;Graph Optimization based Visual SLAM fusing KeyPoints and Markers[A];第三十九届中国控制会议论文集(4)[C];2020年
6 Xu-Yang Dai;Qing-Hao Meng;Wen-Jian Zheng;Shao-Kai Zhu;;Monocular Visual SLAM based on VGG Feature Point Extraction[A];第三十九届中国控制会议论文集(3)[C];2020年
7 Enbao Wang;Yali Zhou;Qizhi Zhang;;Improved Visual Odometry Based on SSD Algorithm in Dynamic Environment[A];第三十九届中国控制会议论文集(7)[C];2020年
8 莫宏伟;杨帆;;双目视觉动态场景分割SLAM算法[A];第三十九届中国控制会议论文集(7)[C];2020年
9 敖俊杰;赵高鹏;汪标;陈佳炳;;基于点线特征的单目视觉惯性SLAM方法[A];第31届中国过程控制会议(CPCC 2020)摘要集[C];2020年
10 Jian Peng;Xunyu Zhong;Xiafu Peng;Yueliang Li;;Online Self-calibration of Camera-IMU External Parameters and IMU Initialization for Stereo VI-SLAM[A];第三十九届中国控制会议论文集(4)[C];2020年
11 李豫新;于静;杨宇;;激光SLAM在机器人导航中的应用研究[A];奋斗的足迹——献给北京科技大学天津学院建院十五周年论文集[C];2020年
12 徐劲松;乐慧玲;李怡雯;;基于GNSS+视觉SLAM的移动机器人定位导航技术[A];第十二届中国卫星导航年会论文集——S06 时间基准与精密授时[C];2021年
13 刘晨旭;沈润杰;张方;何综源;;室内煤场无人机安全定位技术研究[A];2020中国自动化大会(CAC2020)论文集[C];2020年
14 Kun Dai;Lan Cheng;Rui Yang;Gaowei Yan;;Loop Closure Detection Using KPCA and CNN for Visual SLAM[A];第40届中国控制会议论文集(14)[C];2021年
15 Lijin Fang;Keqi Wang;Yingcai Wan;;Robust Visual SLAM Algorithm for Dynamic Indoor Environments[A];第40届中国控制会议论文集(8)[C];2021年
16 Jiarui Hu;Hao Fang;Qingkai Yang;Wenzhong Zha;;MOD-SLAM:Visual SLAM with Moving Object Detection in Dynamic Environments[A];第40届中国控制会议论文集(8)[C];2021年
17 Boyang Xing;Yufei Liu;Zhirui Wang;Zhenjie Liang;Jianxin Zhao;Bo Su;Lei Jiang;;Real-time Optimized ESEKF-SLAM Algorithm for ArUco Landmark Array[A];第40届中国控制会议论文集(6)[C];2021年
18 马金盾;张雷;张杰;;基于SLAM的增强现实三维注册技术综述[A];2019第七届中国指挥控制大会论文集[C];2019年
19 李晓晗;王纪凯;陈宗海;;单目视觉SLAM物体关联尺度恢复[A];第21届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集(CCSSTA21st 2020)[C];2020年
20 李奥;王纪凯;陈宗海;;DM-SLAM: A Visual SLAM Towards Dynamic Environment[A];第21届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集(CCSSTA21st 2020)[C];2020年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 陈孟元;移动机器人仿生SLAM算法研究[D];中国科学技术大学;2019年
2 Heru Suwoyo;基于特征的自适应滤波SLAM算法设计及在轮式移动机器人中的应用[D];上海大学;2020年
3 王洪玲;移动机器人适应搜救环境的同时定位和地图构建(SLAM)方法研究[D];山东大学;2018年
4 刘丹;智能车辆同时定位与建图关键技术研究[D];北京工业大学;2018年
5 张超凡;基于多目视觉与惯导融合的SLAM方法研究[D];中国科学技术大学;2019年
6 陈骁;红外成像SLAM关键技术研究[D];国防科技大学;2019年
7 Meera Prajapati;病毒细胞受体SLAM在小反刍兽疫诊断中的应用研究[D];中国农业科学院;2020年
8 丁银章;基于深度学习的单目SLAM关键技术研究[D];浙江大学;2020年
9 刘鑫;麻疹病毒通过受体SLAM对昆虫细胞的感染及其诱发细胞凋亡的机制研究[D];武汉大学;2005年
10 曹力科;基于低成本视觉/惯性传感器的SLAM研究[D];武汉大学;2020年
11 赵旭;基于单目视觉的蛇形机器人SLAM技术研究[D];北京理工大学;2018年
12 张玮奇;基于学习的单目同步定位与地图构建方法研究[D];哈尔滨工业大学;2021年
13 金红岩;PPRV全长基因克隆及H蛋白与SLAM受体相互作用的研究[D];中国农业科学院;2014年
14 王丹丹;水下无人潜器同步定位与地图生成方法研究[D];哈尔滨工程大学;2017年
15 赵一路;人机交互环境下的主动SLAM及相关问题研究[D];复旦大学;2013年
16 苑全德;基于视觉的多机器人协作SLAM研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
17 冯悠扬;基于视觉和激光的移动机器人SLAM关键技术研究[D];东南大学;2020年
18 刘浩敏;面向复杂环境的鲁棒高效的三维注册与结构恢复[D];浙江大学;2017年
19 郑博;火星漫游器SLAM方法研究[D];哈尔滨工业大学;2020年
20 康轶非;不依赖GPS定位理论及方法研究[D];北京交通大学;2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 陈鹏;基于激光雷达与视觉融合的SLAM系统设计与实现[D];南京邮电大学;2021年
2 王杨喜;激光雷达与视觉融合的SLAM算法研究[D];兰州交通大学;2020年
3 黄亚坤;基于激光雷达的机器人室内SLAM与路径规划研究[D];兰州交通大学;2020年
4 卢纪凤;基于激光雷达的移动机器人SLAM工程化应用研究[D];上海交通大学;2020年
5 徐海兵;基于SLAM的移动机器人建图与导航研究[D];哈尔滨理工大学;2020年
6 卢国昆;救援机器人SLAM与自主探索[D];广东工业大学;2020年
7 罗海;基于视觉的SLAM技术研究及应用[D];江汉大学;2020年
8 李昀泽;基于激光雷达的室内机器人SLAM研究[D];华南理工大学;2016年
9 陈付豪;基于深度视觉的移动机器人室内SLAM研究[D];河北工业大学;2019年
10 陈大浩;基于相关滤波的机器人同时定位建图SLAM方法[D];哈尔滨工业大学;2020年
11 郝凌轶;基于多传感器融合SLAM框架的仪表监测机器人控制管理系统的设计与实现[D];北京邮电大学;2021年
12 刘子玄;基于多传感器融合的视觉SLAM技术研究[D];电子科技大学;2021年
13 邓世燕;基于多传感器融合的SLAM及演示验证系统实现[D];电子科技大学;2021年
14 李宁;基于多平台联合的势均衡多伯努利滤波SLAM方法研究[D];江苏科技大学;2020年
15 何永红;室内复杂场景下的视觉SLAM系统构建与研究[D];电子科技大学;2020年
16 李瑞峰;基于双目视觉的室内服务机器人SLAM研究[D];中国航天科工集团第二研究院;2017年
17 任莹;未知初始位置分布情况下的多机器人SLAM算法研究[D];武汉工程大学;2014年
18 赵鸽鸽;室内服务机器人SLAM及路径规划关键技术研究与实现[D];桂林理工大学;2020年
19 常志辉;融合视觉与惯导的移动机器人SLAM研究与实现[D];河北大学;2020年
20 郎擎阳;未知环境中轮式移动机器人SLAM技术研究[D];石家庄铁道大学;2017年
中国重要报纸全文数据库 前13条
1 中国青年报·中青在线记者 李超 通讯员 阴祥;从灾难中寻找灵感 大学生研发激光救援机器人[N];中国青年报;2017年
2 实习记者 代小佩;AR导航能成为“路痴”福音吗[N];科技日报;2018年
3 通讯员 张涨;复工复产天马“一马当先”[N];中国航空报;2020年
4 实习记者 崔爽;扫地机器人真能解放双手吗[N];科技日报;2018年
5 本报实习记者 曲忠芳 记者 李正豪;扫地机器人渗透率不足5% 距离家庭“标配”尚远[N];中国经营报;2020年
6 记者 史舒频;一张创新券激活企业新动能[N];湖州日报;2019年
7 北京商报记者 金朝力;扫地机器人告别花瓶角色[N];北京商报;2019年
8 ;如何拥抱建筑机器人时代的到来?[N];广东建设报;2020年
9 记者 王官波;“AI+”为医疗养老助力[N];中国县域经济报;2019年
10 本报特约撰稿 临河;半岛趋紧张,韩国有点乱[N];中国国防报;2013年
11 本报记者 李南 吴洁;坚持技术商业双创新,打造机器人生态平台[N];中国企业报;2018年
12 本报记者 贡晓丽;开源市场尚需成长[N];中国科学报;2016年
13 深圳商报记者 陈姝;优必选要让机器人走进千家万户[N];深圳商报;2018年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978