面向地下电缆沟智能巡检机器人的紧耦合SLAM系统

来源：计算机测量与控制杂志2024年第6期北京时间：

作者：李鸿,冯朝,肖建聪,郑皓亮,贾智伟

单位：怀化学院物电与智能制造学院

摘要：地下电缆沟的日常巡检劳动强度大，且存在危险隐患，是城市电力系统保持稳定工作亟需解决的问题，采用智能巡检机器人系统是解决这一问题的趋势。同步定位和实时地图的构建是地下电缆沟机器人自主巡检的前提。地下电缆沟等场景具有底纹理、结构化、路面平整度情况复杂、GPS信号差等场景特征，巡检机器人对该类结构化场景进行建图时，会出现地图退化和定位精度下降的现象。针对上述问题设计了一种基于多传感器的SLAM系统，融合了二维激光雷达、惯性测量单元、轮式里程计等多种传感器数据，通过自适应初始化对机器人里程计进行优化。针对不同路面平整度下的相邻激光关键帧匹配误差，设计了一种自适应帧间配准方法进行校正。现场试验表明，在路况复杂的地下电缆沟场景中，该方法比现有方法的地图退化率和定位误差平均分别降低了7.42%和8.73%，具有明显的工程应用价值。

关键词：巡检机器人;地下电缆沟;SLAM;帧间配准;同步定位

基金资助：湖南省教育厅重点项目（23A0255），国家自然科学基金项目（52207074）