赵梓乔 肖 力

(华中科技大学自动化学院 武汉 430074)



基于三维激光扫描仪的室内移动设备定位与建图*

赵梓乔 肖 力

(华中科技大学自动化学院 武汉 430074)

论文采用惯导与里程计组合辅助点云配准的方式实现了室内环境下移动设备的定位与地图建立，克服了自主研制的三维扫描仪数据更新频率低的缺点。首先，采用惯导与里程计组合完成移动设备的姿态测量与航位推算；然后，将航位推算的结果作为点云配准的初始值，之后采用基于正态分布变换的点云配准算法完成点云的顺序配准；最后，根据点云配准结果修正航位推算的定位结果，并在此基础上完成定位与建图。论文以轮式小车为实验平台，搭载自制的三维激光扫描仪，在楼道环境中验证了文中所述方法的有效性。

点云; 惯导; 正态分布变换; 定位; 建图

Class Number TN249

1 引言

在未知环境中定位与环境地图的建立是设备自主导航的基础，特别是在无GPS信号的室内环境中。定位与地图信息是设备运动与行为决策的基本前提。在室内环境中一般采用基于WLAN[1]、Zigbee[2]以及RSSI[3]等无线电技术的定位方式，此类方式需要在定位环境中布置大量无线节点，受障碍物的影响较大，定位精度无法满足设备自主导航的要求。

目前室内未知环境中主要采用机器视觉和二维或三维点云数据获取移动设备的运动信息，同时建立地图信息。其中基于视觉的同步定位与地图构建(Simultaneous Localization and Mapping, SLAM)系统发展较快，Stephen Se等利用机器视觉采用尺度不变的地标完成了移动机器人的全局定位与建图，但实际应用中机器视觉受环境光线影响较大，系统鲁棒性低[5]。……