基于迭代最近点的井下无人机实时位姿估计
王岩1
马宏伟1
王星2
杨林1
1.西安科技大学机械工程学院,陕西西安710054;陕西省矿山机电装备智能监测重点实验室,陕西西安7100542.中煤能源研究院有限责任公司,陕西西安,710054
摘要：针对煤矿井下无GPS信号、低照度、结构化环境等特点,提出了一种基于迭代最近点(ICP)的井下无人机实时位姿估计方法.通过建立四旋翼无人机运动模型与机栽激光雷达观测模型,将煤矿井下四旋翼无人机位姿估计问题转换为机载激光点云数据的扫描匹配问题.用三维激光雷达作为四旋翼无人机机载环境测量传感器,得到无人机当前位姿下的观测点云数据;以第1帧位置为初始位,通过ICP方法得到连续2帧点云数据之间的相对变换矩阵,迭代求解连续关键帧点云数据,得到煤矿井下四旋翼无人机实时位姿估计结果.采用滤波与下采样方法对点云数据进行优化,加速变换矩阵的求解,满足四旋翼无人机位姿估计实时性需求.实验结果表明,基于ICP的井下无人机实时位姿估计方法能够快速、有效地求解四旋翼无人机住姿,相比于正态分布变换方法,ICP方法更适用于煤矿井下四旋翼无人机的实时位姿估计.
关键词：井下四旋翼无人机位姿估计迭代最近点三维激光雷达点云数据变换矩阵
分类号：TD67(矿山电工)
资助基金：国家自然科学基金(50674075)陕西省科技统筹创新工程计划(2013KJTCL01-02)
论文发表日期：2019-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：5( 25-29 )
英文信息