用于PDR增强的轻量级SLAM技术
发布时间：2020-05-19 14:34
【摘要】：近年来人们对定位等位置服务的需要越来越大,虽然有全球卫星导航系统可以对地球表面的事物进行定位,然而不能有效工作在室内和一些严峻的环境中。捷联式惯性导航系统和SLAM技术都可以解决室内的定位问题。本文使用的脚绑式PDR室内定位系统就是一种低成本的捷联式惯性导航系统,通过佩戴惯性测量单元可以实现行人定位,但是其积累误差会使得定位结果发生偏移。所以本文拟设计一个结合轻量级SLAM系统和脚绑式PDR室内定位系统的新系统,后文简称为组合系统,可以融合SLAM数据和PDR数据,借助SLAM系统获得更好的PDR室内定位结果。本文首先研究分析建立了 SLAM的系统模型以及概率解决方法,对比SLAM使用的外部传感器选择激光雷达传感器,然后建模激光雷达点云数据;对比几种流行的地图模型选用栅格地图,通过概率更新的方法更新地图,可以很好的辅助系统的定位功能;对比了几种状态估计算法后选用卡尔曼滤波的方法。然后基于上述的选择,在现有的SLAM开源库中选择谷歌新开源的Cartographer库的初版作为本文轻量级SLAM系统的原型。通过对Cartographer库系统的主要模块进行分析研究后,提出了对其裁剪的方案,并且通过仿真对比验证了裁剪库的可行性以及定位能力。在简单介绍了本文所用的脚绑式PDR室内定位系统后,设计了一个轻量级SLAM系统和脚绑式PDR室内定位系统结合的组合系统,可以融合轻量级SLAM系统的激光数据和PDR的数据。实验表明,本文设计的组合系统可以提升脚绑式PDR室内定位系统的定位精度。本文设计的组合系统可以应用在很多方面,在洞穴探索、VR游戏、救灾救援等需要位置服务的场景中有着积极的作用和重要的价值。
【图文】：
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本文编号：2671035
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