基于LiDAR/INS的野外移动机器人组合导航方法

摘要

移动机器人在地形复杂等野外环境跨区域运动时,机器人运动特性和环境特征变化更为明显,由此引起的点云畸变和特征点稀疏等问题尤为突出,有必要结合传感器标定误差、车轮打滑和车体颠簸等因素进一步改进机器人的位姿估计精度.本文对基于LiDAR/INS的移动机器人环境建模和自主导航方法展开研究,针对LeGO-LOAM等在处理车体姿态快速变化时的性能退化问题,提出一种适用于野外移动机器人运动特性的点云特征分析和多传感融合方法,利用IMU的预积分与LiDAR的scan-to-map构成优化函数,进而迭代更新机器人的位姿.野外环境实验结果表明,当机器人以较高速度做转弯运动或在短时间内多次转向时,本文所提方法仍可以为优化提供良好的初值估计,相比LeGo-LOAM等方法具有更高的位姿估计精度.