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據的掃描匹配問題。用三維激光雷達作為四旋翼無人機機載環境測量傳感器,得到無人機當前位姿下的觀測點云數據;以第1幀位置為初始位,通過ICP方法得到連續2幀點云數據之間的相對變換矩陣,迭代求解連續關鍵幀點云數據,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據進行優化,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、創新性，刊載內容涉及的欄目：“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年經新聞總署批準的正規刊物。
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