结合人工信标和视觉SLAM的自主快速定位方法

作     者：申文杰 任永杰 朱博源 林嘉睿 SHEN Wenjie;REN Yongjie;ZHU Boyuan;LIN Jiarui

作者机构：天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2022年第58卷第14期

页      面：137-145页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0811[工学-控制科学与工程] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 

基　　金：国家自然科学基金(51721003) 天津市自然科学基金(18JCYBJC19400)资助项目 

主　　题：多相机系统 视觉定位测量 人工信标 同时定位与地图构建 

摘      要：针对环境复杂的工业现场中自主定位精度低、适应性差的问题,提出一种结合人工信标和视觉的同时定位与地图构建(Simultaneous localization and mapping,SLAM)的双相机定位系统。人工信标无需覆盖全空间布置,无需具备ID信息,通过两台相机分别拍摄信标及运行视觉SLAM算法完成全空间定位,利用信标定位算法恢复单目SLAM的尺度不确定因子并且建立起两种定位算法坐标系之间的关系,因此当相机视场由信标组成的控制场覆盖范围外再次移回其覆盖范围内时,可通过SLAM算法得到的系统位姿初值实现信标和像点的快速匹配,从而再次精确定位。将双相机定位系统安装在可穿戴的头盔上,测量人员头戴头盔便可实现高精度定位。分析了双相机头盔定位系统的工作原理,并进行了试验验证。试验结果表明,该方法精度较高、适应性强,可满足在信标无法全空间覆盖的复杂工业环境下的自主定位需求。