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安全与环境学报2025年第06期:多源异构信息融合的双目视觉与IMU协同安全驾驶地图构建

来源:期刊VIP网 时间:


作者:周军超;朱海轮;高建杰;张炳豪;

单位:四川轻化工大学机械工程学院;四川警察学院智能警务四川省重点实验室;

摘要:为了提高自动驾驶汽车环境感知与安全性,构建高精度的环境地图,提出了基于双目视觉与惯性测量单元(Inertial Measurement Unit, IMU)的多源异构信息融合同步定位与地图构建(Simultaneous Localization and Mapping, SLAM)算法。首先,针对双目视觉与IMU信息融合的问题,采用紧耦合方法,结合双目视觉传感器的深度感知能力和IMU的快速运动捕捉能力,在系统初始化过程中,引入了一次最大后验估计对双目相机与IMU进行处理;然后,在后端优化中,采用基于滑动窗口的非线性优化算法求解最优位姿;最后,通过自动驾驶试验平台搭建了SLAM系统实物验证平台,设计完成了SLAM系统定位试验和相关性能验证试验。结果表明,双目视觉与IMU信息融合的SLAM系统相较于单目视觉惯性融合(VINS-Fusion)算法的定位精度可提升30.34%,在试验和实际场景中均表现出了有效性。设计的多源异构信息融合的SLAM系统能够显著提升定位精度,且在交通安全环境中具有良好的应用前景,对于提高自动驾驶系统的性能和安全性具有重要意义。

关键词:安全工程;;同步定位与地图构建;;多源异构信息;;双目视觉;;惯性测量单元;;自动驾驶场景

基金资助:智能警务四川省重点实验室开放课题(ZNJW2022KFQN004);; 四川省科技计划项目(2024NSFSC2029);; 四川轻化工大学研究生创新基金项目(Y2024013)