基于立体视觉、惯性、激光雷达的同步定位与建图系统及方法

技术特征：

1.一种基于立体视觉、惯性、激光雷达的同步定位与建图系统，其特征在于：所述的同步定位与建图系统设置四个模块，分别是视觉前段模块、vio后端模块、回环检测模块和lidar建图模块。

2.按照权利要求1所述的基于立体视觉、惯性、激光雷达的同步定位与建图系统，其特征在于：所述的视觉前端模块从立体相机获取立体图像对，执行帧到帧跟踪和立体匹配，并输出立体匹配作为视觉测量，分别发送给vio后端模块和回环检测模块。

3.按照权利要求1所述的基于立体视觉、惯性、激光雷达的同步定位与建图方法，其特征在于：所述的vio后端模块采用立体vio进行立体匹配和imu测量，在姿势图上执行imu预积分和紧耦合的固定滞后平滑；所述的vio后端模块以imu速率向所述的lidar建图模块输出vio姿态；所述的vio后端模块以摄像机速率向所述的回环检测模块输出vio姿态。

4.按照权利要求1所述的基于立体视觉、惯性、激光雷达的同步定位与建图方法，其特征在于：所述的回环检测模块进行视觉回环检测和初始环路约束估计，并通过对稀疏点云icp提取进一步精细配准；约束所有lidar姿势的全局位姿图被增量式优化，以获取全局校正的轨迹和实时的lidar姿势校正；所述的lidar姿势校正被发送至所述的lidar建图模块，以进行地图更新和重新定位。

5.按照权利要求1所述的基于立体视觉、惯性、激光雷达的同步定位与建图方法，其特征在于：所述的lidar建图模块使用来自vio的运动估计并执行lidar去扭曲和扫描帧到地图的配准。

6.按照权利要求1至5中任意一项所述的基于立体视觉、惯性、激光雷达的同步定位与建图系统的同步定位与建图方法，其特征在于：

7.按照权利要求6所述的基于立体视觉、惯性、激光雷达的同步定位与建图系统的同步定位与建图方法，其特征在于：

8.按照权利要求6所述的基于立体视觉、惯性、激光雷达的同步定位与建图系统的同步定位与建图方法，其特征在于：

9.按照权利要求1所述的基于立体视觉、惯性、激光雷达的同步定位与建图系统的同步定位与建图方法，其特征在于：

技术总结
本发明公开了一种基于立体视觉、惯性、激光雷达的同步定位与建图系统，设置四个模块，分别是视觉前段模块、VIO后端模块、回环检测模块和LiDAR建图模块。本发明还公开了该系统的同步定位与建图的方法。采用上述技术方案，可以生成更准确的地图和更低的FDE；从LiDAR建图得到的精确姿态估计，可以用于IMU偏差校正；获得更好的回环约束；有效消除了IMU时间累计误差和偏差；高效实现了全局地图的优化和更新；在复杂环境下更具鲁棒性；实现在不同环境中长期稳定运行。

技术研发人员：徐劲松,赵立军,曹雏清
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学芜湖机器人产业技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12