【摘要】：近年來人們對定位等位置服務的需要越來越大,雖然有全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)可以對地球表面的事物進行定位,然而不能有效工作在室內(nèi)和一些嚴峻的環(huán)境中。捷聯(lián)式慣性導航系統(tǒng)和SLAM技術都可以解決室內(nèi)的定位問題。本文使用的腳綁式PDR室內(nèi)定位系統(tǒng)就是一種低成本的捷聯(lián)式慣性導航系統(tǒng),通過佩戴慣性測量單元可以實現(xiàn)行人定位,但是其積累誤差會使得定位結(jié)果發(fā)生偏移。所以本文擬設計一個結(jié)合輕量級SLAM系統(tǒng)和腳綁式PDR室內(nèi)定位系統(tǒng)的新系統(tǒng),后文簡稱為組合系統(tǒng),可以融合SLAM數(shù)據(jù)和PDR數(shù)據(jù),借助SLAM系統(tǒng)獲得更好的PDR室內(nèi)定位結(jié)果。本文首先研究分析建立了 SLAM的系統(tǒng)模型以及概率解決方法,對比SLAM使用的外部傳感器選擇激光雷達傳感器,然后建模激光雷達點云數(shù)據(jù);對比幾種流行的地圖模型選用柵格地圖,通過概率更新的方法更新地圖,可以很好的輔助系統(tǒng)的定位功能;對比了幾種狀態(tài)估計算法后選用卡爾曼濾波的方法。然后基于上述的選擇,在現(xiàn)有的SLAM開源庫中選擇谷歌新開源的Cartographer庫的初版作為本文輕量級SLAM系統(tǒng)的原型。通過對Cartographer庫系統(tǒng)的主要模塊進行分析研究后,提出了對其裁剪的方案,并且通過仿真對比驗證了裁剪庫的可行性以及定位能力。在簡單介紹了本文所用的腳綁式PDR室內(nèi)定位系統(tǒng)后,設計了一個輕量級SLAM系統(tǒng)和腳綁式PDR室內(nèi)定位系統(tǒng)結(jié)合的組合系統(tǒng),可以融合輕量級SLAM系統(tǒng)的激光數(shù)據(jù)和PDR的數(shù)據(jù)。實驗表明,本文設計的組合系統(tǒng)可以提升腳綁式PDR室內(nèi)定位系統(tǒng)的定位精度。本文設計的組合系統(tǒng)可以應用在很多方面,在洞穴探索、VR游戲、救災救援等需要位置服務的場景中有著積極的作用和重要的價值。
【圖文】：

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本文編號：2671035