基于迭代最近點的井下無人機實時位姿估計
作者：王巖; 馬宏偉; 王星; 楊林 西安科技大學機械工程學院; 陜西西安710054; 陜西省礦山機電裝備智能監(jiān)測重點實驗室; 陜西西安710054; 中煤能源研究院有限責任公司; 陜西西安710054
摘要：:針對煤礦井下無GPS信號、低照度、結構化環(huán)境等特點,提出了一種基于迭代最近點(ICP)的井下無人機實時位姿估計方法。通過建立四旋翼無人機運動模型與機載激光雷達觀測模型,將煤礦井下四旋翼無人機位姿估計問題轉換為機載激光點云數(shù)據(jù)的掃描匹配問題。用三維激光雷達作為四旋翼無人機機載環(huán)境測量傳感器,得到無人機當前位姿下的觀測點云數(shù)據(jù);以第1幀位置為初始位,通過ICP方法得到連續(xù)2幀點云數(shù)據(jù)之間的相對變換矩陣,迭代求解連續(xù)關鍵幀點云數(shù)據(jù),得到煤礦井下四旋翼無人機實時位姿估計結果。采用濾波與下采樣方法對點云數(shù)據(jù)進行優(yōu)化,加速變換矩陣的求解,滿足四旋翼無人機位姿估計實時性需求。實驗結果表明,基于ICP的井下無人機實時位姿估計方法能夠快速、有效地求解四旋翼無人機位姿,相比于正態(tài)分布變換方法,ICP方法更適用于煤礦井下四旋翼無人機的實時位姿估計。
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工礦自動化雜志
工礦自動化雜志， 月刊，本刊重視學術導向，堅持科學性、學術性、先進性、創(chuàng)新性，刊載內(nèi)容涉及的欄目：“礦井智能通風與防滅火技術”專題、“智能礦山建設構思與實踐”專欄、分析研究等。于1978年經(jīng)新聞總署批準的正規(guī)刊物。
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