基于3D激光雷达的初始建图与地图过滤方法及设备介质

    公开(公告)号:CN119963761A

    公开(公告)日:2025-05-09

    申请号:CN202510072242.X

    申请日:2025-01-17

    Applicant: 厦门大学

    Inventor: 仲训昱

    Abstract: 本发明公开了一种基于3D激光雷达的初始建图与地图过滤方法及设备介质,包括:将数据进行预处理;将输入数据分别输入到局部里程计模块、回环检测和全局优化模块以及点云分割与建图模块中;在局部里程计模块中,执行当前帧点云与局部地图之间的配准,获得局部里程计信息;在回环检测和全局优化模块中,选取关键帧执行回环检测,优化位姿图并更新;在点云分割与建图模块中,对输入数据进行点云分割;建立位姿与点云的关联,将关联后的点云进行2D投影,生成2.5D栅格地图;将关联后的位姿与点云累积生成原始3D点云地图,利用2.5D栅格地图对原始3D点云地图进行过滤,获得新3D点云地图。本发明可剔除动态物体,并准确地反映环境。

    基于3D激光雷达与先验地图的重定位方法、设备及介质

    公开(公告)号:CN119273760B

    公开(公告)日:2025-02-18

    申请号:CN202411784160.X

    申请日:2024-12-06

    Applicant: 厦门大学

    Inventor: 仲训昱

    Abstract: 本发明公开了一种基于3D激光雷达与先验地图的重定位方法、设备及介质,包括:将激光雷达数据和惯性测量单元数据进行点云预处理和点云分割,获得待配准点云;根据2.5D栅格地图建立多分辨率的金字塔栅格地图;判断是否需要对待配准点云进行初始配准,若是,则进入步骤4;否则,获取初始重定位结果,进入步骤5;根据金字塔栅格地图和待配准点云执行基于分支定界搜索的2D粗配准,根据2D粗配准的结果、待配准点云和3D点云地图执行基于ICP配准的3D细配准,迭代优化收敛后,完成初始重定位,获得初始重定位结果;根据初始重定位结果和3D点云地图执行增量式的帧‑图配准,获得连续重定位结果。本发明保证鲁棒性,提升计算的效率。

    基于前倾2D激光雷达移动扫描的路面与障碍检测方法

    公开(公告)号:CN108398672B

    公开(公告)日:2020-08-14

    申请号:CN201810183006.5

    申请日:2018-03-06

    Applicant: 厦门大学

    Abstract: 基于前倾2D激光雷达移动扫描的路面与障碍检测方法,涉及城市环境中移动机器人的环境感知技术。包括一个坐标系定义与坐标转换的步骤、一个在雷达坐标系中进行扫描点分割的步骤和一个将线段划分为障碍物段和路面段的步骤。针对当前室外移动机器人自主导航中的道路区域和障碍物检测,及采用3D激光雷达带来的难以承受的价格昂贵问题,从传感器原始数据中提取线段,然后估计每一时刻扫描路面的高度和矢量;最后根据每一线段的平均高度和估计的扫描道路向量的线段的偏差,将线段划分为地面和障碍部分。该方法具有快速和稳定可靠特点,解决了必须采用3D激光雷达进行环境3D扫描的问题,为提高室外移动机器人导航的安全性。

    基于颜色密度特征的道路图像聚类方法及道路识别的方法

    公开(公告)号:CN110472687A

    公开(公告)日:2019-11-19

    申请号:CN201910759579.2

    申请日:2019-08-16

    Applicant: 厦门大学

    Abstract: 本发明涉及四足机器人技术领域,特别涉及一种基于颜色密度特征的道路图像聚类方法及道路识别的方法。图像聚类方法以颜色为基础特征,通过定义并提取图像的颜色密度作为图像聚类分割的依据,再通过多次聚类,减轻或者消除由于光照变化、阴影、路面颜色不一致等对道路识别的影响,使在环境变化情况下也能对道路区域进行聚类。本发明提供的道路识别的方法,基于颜色密度特征的道路图像聚类方法,通过对误分割的干扰区域再聚类,完成非结构化道路的识别,解决了在由于不规则块状的阴影或地面随机出现的与道路颜色不一致的不规则颜色块所导致的误分类问题;本发明提供的技术方案为四足机器人对野外非结构化道路环境识别提供了有效方案,具有重要价值。

    基于无监督深度学习的单目图像景深实时计算方法

    公开(公告)号:CN110009674A

    公开(公告)日:2019-07-12

    申请号:CN201910256117.9

    申请日:2019-04-01

    Abstract: 本发明公开一种基于无监督深度学习的单目图像景深实时计算方法,利用双目序列图像之间的几何约束关系构造监督信号,取代传统的人工标记数据集,完成了无监督算法设计;在Depth-CNN网络中的,损失函数除了考虑图像之间的几何约束,还设计了针对左右图像的景深估计结果一致性约束项,提高算法精确度;以Depth-CNN的输出作为Pose-CNN输入的一部分,构造整体的目标函数,同时使用双目图像之间的几何关系和序列图像之间的几何关系构造监督信号,进一步提高的算法的精确度以及鲁棒性。

    基于姿态角匹配的无模型船体变形测量方法

    公开(公告)号:CN108871322A

    公开(公告)日:2018-11-23

    申请号:CN201710325685.0

    申请日:2017-05-10

    Applicant: 厦门大学

    CPC classification number: G01C21/16 G01C21/203

    Abstract: 基于姿态角匹配的无模型船体变形测量方法,涉及船体变形测量,利用舰船中心航姿系统和用户设备之间的欧拉角作为观测量,在考虑双陀螺漂移的情况下结合舰船变形角和姿态失准角建立观测方程。为了回避对舰船变形角建立先验数学模型,利用神经网络对变形角进行拟合。为保证训练神经网络的实时性,将神经网络的连接权系数扩展至状态变量中,再利用非线性滤波器对系统状态方程和观测方程进行求解,最优估计出舰船变形角大小。理论直观,操作简便,满足舰船航行时对变形角实时测量的要求,仿真精度可达10角秒。

    基于时延补偿的无模型船体变形测量方法

    公开(公告)号:CN106840151A

    公开(公告)日:2017-06-13

    申请号:CN201710058077.8

    申请日:2017-01-23

    Applicant: 厦门大学

    CPC classification number: G01C21/16 G01C1/00

    Abstract: 基于时延补偿的无模型船体变形测量方法,涉及船体变形测量领域。提供一种在没有变形角先验模型的情况下能够实时快速地估算舰船变形角,并对数据之间存在的时间延迟进行估计和补偿的基于时延补偿的无模型船体变形测量方法。在舰船中心惯导系统附近和舰载设备附近安装两套激光陀螺系统,根据安装点处的姿态信息构建形变滤波观测量,基于四元数姿态矩阵通过引入时间延迟量推导出理想姿态矩阵与实际姿态矩阵之间的数学关系,并将时延量扩展到系统状态变量中,利用神经网络对舰船变形角进行估计,将神经网络的连接权系数扩展到系统状态变量中,利用非线性滤波器对构建的系统状态方程和观测方程进行求解,估算出舰船变形角及时延大小。

    一种基于视觉地理定位与里程计/IMU融合的无人机组合导航方法

    公开(公告)号:CN119687915A

    公开(公告)日:2025-03-25

    申请号:CN202411881030.8

    申请日:2024-12-19

    Abstract: 一种基于视觉地理定位与里程计/IMU融合的无人机组合导航方法,涉及无人机定位。包括一个坐标系定义与坐标系转换的步骤;一个遥感图像数据库搭建的步骤;一个视觉地理定位的步骤;一个相对运动补偿的步骤;一个因子图融合定位的步骤。从遥感图像数据库中取出对应区域的遥感图像,与无人机拍摄的图像进行匹配得到视觉地理定位;将激光雷达(或视觉)里程计坐标系转换到视觉地理定位坐标系;对得到的视觉地理定位根据激光雷达(或视觉)里程计相对运动补偿;采用因子图优化的方法融合视觉地理定位、里程计与IMU得到最优的位姿估计。解决无人机不依赖GNSS进行定位的问题,提高无人机导航定位的可靠性,经济可靠、有精度保证。

    基于3D激光雷达与先验地图的重定位方法、设备及介质

    公开(公告)号:CN119273760A

    公开(公告)日:2025-01-07

    申请号:CN202411784160.X

    申请日:2024-12-06

    Applicant: 厦门大学

    Inventor: 仲训昱

    Abstract: 本发明公开了一种基于3D激光雷达与先验地图的重定位方法、设备及介质,包括:将激光雷达数据和惯性测量单元数据进行点云预处理和点云分割,获得待配准点云;根据2.5D栅格地图建立多分辨率的金字塔栅格地图;判断是否需要对待配准点云进行初始配准,若是,则进入步骤4;否则,获取初始重定位结果,进入步骤5;根据金字塔栅格地图和待配准点云执行基于分支定界搜索的2D粗配准,根据2D粗配准的结果、待配准点云和3D点云地图执行基于ICP配准的3D细配准,迭代优化收敛后,完成初始重定位,获得初始重定位结果;根据初始重定位结果和3D点云地图执行增量式的帧‑图配准,获得连续重定位结果。本发明保证鲁棒性,提升计算的效率。

    复杂环境树木主干多特征分离统计方法及树干识别方法

    公开(公告)号:CN110348443B

    公开(公告)日:2022-04-01

    申请号:CN201910750754.1

    申请日:2019-08-14

    Applicant: 厦门大学

    Abstract: 本发明涉及四足机器人野外环境感知技术领域,特别涉及一种复杂环境树木主干多特征分离统计方法及树干识别方法。本发明提供的复杂环境树木主干多特征分离统计的方法,通过统计的方法提取树干与周围环境的差异性特征;所提供的树干识别方法,综合颜色和树干的纹理、轮廓特征,通过对树干与周围环境景物的颜色和纹理轮廓特征的差异完成差异性特征的学习,从而实现树主干的准确识别。本发明提供的技术方案以四足机器人复杂环境树木障碍的认知方法为研究对象,使机器人能够适应多变的林木环境实现对树木障碍的准确识别,在四足机器人的导航控制领域具有重要的实际应用价值。

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