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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
露天煤矿三维激光雷达运动畸变算法研究
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  • 作者

    李慧李敏超崔丽珍马宝良张清宇潘冰冰

  • 单位

    内蒙古科技大学数智产业学院

  • 摘要

    近年来,随着我国煤矿业的快速发展,智能化技术的运用越来越广泛。其中,露天煤矿环境的精确定位导航技术研发显得尤为重要。同步定位和地图构建(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)作为无人驾驶的关键技术,在露天煤矿中的应用面临诸多挑战。由于露天煤矿道路周围环境特征点较少,且环境退化严重,SLAM技术需要根据稀疏的特征点进行定位和地图构建,难度较大。此外,由于斜坡和道路不平,传感器易产生抖动,导致机器人运行时的运动畸变问题。针对这些问题,文中提出了一种新的解决方案。首先,对传感器外部参数进行重新标定,采用惯导和激光雷达融合的方式,以增强数据的一致性和准确性。在此基础上,采用全特征点匹配方式,直接对激光雷达采集的数据进行点云降采样提取。通过在算法前端对预处理后的激光点云数据添加迭代最近点(Iterative Closest Point,ICP)匹配提取出关键帧点云X,再结合惯导数据对点云信息进行畸变校正形成点云P,再次通过迭代最近点配准X和P。此外,后端采用因子图加入了回环检测提高约束的方法,进一步提高算法在露天煤矿环境下的定位精度和建图效果。实验结果表明,文中所提算法具有较高的定位精度和完整的建图效果,未产生明显的畸变。侧壁纹理清晰,具有一定的鲁棒性,有效提高了在露天煤矿环境下的鲁棒性和精度。

  • 关键词

    露天煤矿三维激光雷达同步定位和建图运动畸变点云匹配

  • 文章目录

    0 引言
    1 系统框架
    1.1 三维激光雷达运动畸变的产生
    1.2 SLAM系统框架
    2 迭代最近点算法
    3 激光惯性里程计
    4 实验分析
    4.1实验设备
    4.2开源数据集实验
    4.3 实测露天煤矿数据集实验
    5 结论

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