基于全局点云地图的煤矿井下无人机定位方法
高海跃
王凯
王保兵
王丹丹
北京天玛智控科技股份有限公司,北京 101399
摘要：即时定位与建图(SLAM)技术应用于煤矿井下无人机自主定位时,由于采用特征点构建地图,易出现退化问题,导致定位不准确,且因其以机体作为参考坐标系,无法实现全局定位.针对该问题,提出了 一种基于全局点云地图的煤矿井下无人机定位方法.以Fast-LIO2算法作为激光SLAM算法,获得无人机位姿估计;采用迭代最近邻算法,对获取的激光雷达实时点云和全局点云地图进行两步匹配,实现无人机位姿校正;针对因点云数量过多导致点云匹配速度无法保证定位实时性的问题,设计了基于时间的位姿输出策略,提高了无人机位姿数据输出频率.在1 000 m煤矿井下巷道中测试无人机定位方法的SLAM精度和位姿校正效果,结果表明:在长距离巷道环境中,Fast-LIO2算法的定位累计误差小于1 m,在600 m以上范围内小于0.3 m,明显小于LOAM-Livox算法和LIO-Livox算法;Fast-LIO2算法输出的位姿估计经校正算法校正后,飞行路径全部位于全局点云地图中,验证了位姿校正算法有效;单次SLAM算法运行耗时14.83 ms,单次位姿校正耗时883 ms,位姿数据输出频率为10 Hz,满足无人机定位实时性要求.
关键词：无人机定位即时定位与建图激光雷达惯性测量单元全局点云地图位姿校正
分类号：TD67(矿山电工)
资助基金：北京市科学技术委员会科技成果转移转化项目(Z171100002317029)山东省重大科技创新工程项目(2020CXGC01150102)天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项项目(2022-2-TD-QN011)北京天玛智控科技股份有限公司科技项目(2022TM027-C1)
论文发表日期：2023-08-10
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：8( 81-87,133 )
英文信息