一种基于因子图消元优化的激光雷达视觉惯性融合SLAM方法

作     者：袁国帅 齐咏生 刘利强 苏建强 张丽杰 YUAN Guo-shuai;QI Yong-sheng;LIU Li-qiang;SU Jian-qiang;ZHANG Li-jie

作者机构：内蒙古工业大学电力学院内蒙古呼和浩特010080 内蒙古自治区高等学校智慧能源技术与装备工程研究中心内蒙古呼和浩特010080 大规模储能技术教育部工程研究中心内蒙古呼和浩特010080 

基　　金：国家自然科学基金(No.62241309) 内蒙古科技计划项目(No.2020GG028,No.2021GG164) 内蒙古自然科学基金(No.2020MS05029,No.2021MS06018) 

出 版 物：《电子学报》 (Acta Electronica Sinica)

年 卷 期：2023年第51卷第11期

页      码：3042-3052页

摘      要：针对单一传感器SLAM(Simultaneous Localization And Mapping)技术在复杂环境中存在精度低、可靠性差等问题,提出一种基于因子图消元优化的激光雷达、视觉和IMU(Inertial Measurement Unit)融合SLAM算法(Multi Factor Graph fusion SLAM with IMU as the Dominant system,ID-MFG-SLAM).首先,采用多因子图模型,提出以IMU为主系统,视觉与激光雷达为辅系统,通过引入辅系统观测因子约束IMU偏差,并接收IMU里程计因子实现运动预测与融合的全新结构.之后,为降低融合后的优化成本,加入滑窗机制并设计基于Householder变换的QR分解消元法将因子图转换为贝叶斯网络.最后,引入一种球面线性插值与线性插值之间的自适应插值算法,将激光雷达点云投影到单位球体上实现视觉特征点深度估计.实验结果表明,相比其他经典算法,该方法在复杂大、小场景中绝对轨迹误差分别可达到约0.68 m和0.24 m,具有更高的精度和可靠性.

主 题 词：同时定位与建图 多传感器融合 复杂场景 激光雷达 IMU里程计 因子图优化 

学科分类：081104[081104] 08[工学] 0811[工学-水利类] 

核心收录：

D　O　I：10.12263/DZXB.20230209

馆 藏 号：203125403...