為改進(jìn)低幀率激光雷達(dá)在掃描匹配中的掃描畸變問題,提出了融合速度估計與里程計位姿估計的掃描匹配改進(jìn)算法。首先以迭代最鄰近點匹配為基礎(chǔ)算法,分析了現(xiàn)有算法的問題所在。其次對掃描畸變問題展開分析,運用里程計位姿估計對激光位姿進(jìn)行分段位姿估計。通過對分段內(nèi)激光點進(jìn)行速度估計,進(jìn)一步確定激光點位姿。給出了具體的算法原理,并進(jìn)行了仿真實驗和具體的對比實驗。仿真結(jié)果與實際實驗結(jié)果表明,本文算法在匹配精度上優(yōu)于ICP算法及VICP算法。 

【文章來源】：科學(xué)技術(shù)與工程. 2020,20(28)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

ICP算法流程

以圖2所示環(huán)境為例,A為機(jī)器人捕獲第i幀數(shù)據(jù)的初始位姿,當(dāng)機(jī)器人完成第i幀數(shù)據(jù)的捕獲,進(jìn)行i+1幀數(shù)據(jù)掃描時,機(jī)器人移動到B點所示位置,那么,從A點到B點的過程機(jī)器人恰好完成了一幀數(shù)據(jù)的捕獲,在這個過程中,激光雷達(dá)會向圖示環(huán)境發(fā)射離散的激光束,假設(shè)機(jī)器人在A點發(fā)射了第i束激光束,而在途中的C點發(fā)射了第i幀激光中的第j束激光束。當(dāng)機(jī)器人捕獲一幀數(shù)據(jù)時,機(jī)器人會將這一幀數(shù)據(jù)打包進(jìn)行處理,也就是說,機(jī)器人捕獲一幀數(shù)據(jù)的過程中,會認(rèn)為其自身位姿未發(fā)生變化,但正如上面的情況所述,機(jī)器人在捕獲一幀環(huán)境數(shù)據(jù)時,它的自身位姿實際上產(chǎn)生了運動變化。機(jī)器人完成一幀數(shù)據(jù)捕獲后對第i幀數(shù)據(jù)進(jìn)行打包處理時,認(rèn)為第j束激光束發(fā)生時其位姿仍為A點,最終造成環(huán)境畸變,如圖3所示。

當(dāng)機(jī)器人捕獲一幀數(shù)據(jù)時,機(jī)器人會將這一幀數(shù)據(jù)打包進(jìn)行處理,也就是說,機(jī)器人捕獲一幀數(shù)據(jù)的過程中,會認(rèn)為其自身位姿未發(fā)生變化,但正如上面的情況所述,機(jī)器人在捕獲一幀環(huán)境數(shù)據(jù)時,它的自身位姿實際上產(chǎn)生了運動變化。機(jī)器人完成一幀數(shù)據(jù)捕獲后對第i幀數(shù)據(jù)進(jìn)行打包處理時,認(rèn)為第j束激光束發(fā)生時其位姿仍為A點,最終造成環(huán)境畸變,如圖3所示。假設(shè)一幀激光中,Xi是ti時刻的激光點集。同樣,Xi-1是ti-1時刻的激光點集。Xi與Xi-1兩幀激光間的時間間隔為t。每幀激光都擁有局部坐標(biāo)系,可用坐標(biāo)變化Ti表示Xi點集對應(yīng)的坐標(biāo)變換。因此,從Xi到Xi-1之間的相對坐標(biāo)變換可表示為T-1i-1Ti 。那么Xi與Xi-1點集間的對應(yīng)關(guān)系為


本文編號：3346736