多传感融合

多传感器融合技术概论 基本概念:时空同步,硬/软同步;前融合和后融合的区别

高德车载多传感器融合定位方案:GPS+IMU+MM
融合算法有两个目的:第一,将不同技术的导航信息融合成唯一导航信息,使之可靠性高于未融合前的;第二,估计器件误差(陀螺仪零偏、测速仪尺度误差和导航误差等)。DR算法精度主要取决于IMU(陀螺仪和加速度计)和测速仪的误差,陀螺仪误差将引起位置误差随时间的二次方增长,测速仪误差将引起位置误差随时间线性增长。

IMU误差模型和校准
IMU的误差来主要来自于三部分,包括噪声(Bias and Noise)、尺度因子(Scale Errors)和轴偏差(Axis Misalignments)。

IMU校正以及姿态融合 github开源代码:IMUCalibration-Gesture

自动驾驶系统的传感器标定方法
标定可分成两部分:内参标定和外参标定。内参是决定传感器内部的映射关系,比如摄像头的焦距、偏心和像素横纵比(+畸变系数),而外参是决定传感器和外部某个坐标系的转换关系,比如姿态参数(旋转和平移6自由度)。本文重点讨论不同传感器之间的外参标定,特别是激光雷达和摄像头之间的标定。另外在自动驾驶研发中,GPS/IMU和摄像头或者激光雷达的标定,雷达和摄像头之间的标定也是常见的。不同传感器之间标定最大的问题是如何衡量最佳,因为获取的数据类型不一样,实现标定误差最小化的目标函数会因为不同传感器配对而不同。

三轴陀螺仪
MPU9250从校正到滤波融合
imu_tools的安装与使用 使用imu_tools对IMU进行滤波并可视化

ROS下IMU(LPMS-B2)使用教程
使用Allan标定法标定IMU随机误差;ENU、NED两种坐标系设置;IMU和Lidar联合标定
用imu_utils标定IMU 使用kalibr标定IMU 用imu_utils和imu_tk标定IMU的确定性误差和随机误差

ROS机器人底盘-IMU和里程计融合 (22) (23)对比测试 PIBOT机器人,imu_tools,robot_pose_ekf
[pibot_driver] → /raw_imu(自定义Topic)→ [pibot_imu] → /imu/data_raw(ROS标准格式)→ [imu_tools/complementary_filter_gain_node,过滤噪音] → /imu/data

### Webots 中实现避障功能 在机器人仿真环境中,避障是一项基本而重要的能力。对于传感融合的避障方法,在Webots中的实现可以通过种方式完成。通常情况下,这涉及到激光雷达(LIDAR),超声波传感器以及红外(IR)传感器的数据处理。 #### 使用LIDAR数据检测障碍物 通过读取来自LIDAR设备的距离测量值来识别周围环境中的物体位置。当这些距离小于设定的安全阈值时,则认为存在潜在碰撞风险的对象位于前方路径上[^1]。 ```cpp // 获取 LIDAR 数据并解析成极坐标形式 WbDeviceTag lidar = wb_robot_get_device("lidar"); wb_lidar_enable(lidar, TIME_STEP); int num_points = wb_lidar_get_layer_point_cloud_size(lidar, 0); double *points = wb_lidar_get_layer_point_cloud(lidar, 0); for (int i = 0; i < num_points; ++i){ double distance = points[i*3]; // 假设点云按(x,y,z,distance)顺序排列 } ``` #### 超声波与IR传感器辅助定位 除了主要依靠LIDAR外,还可以利用安装于车辆四周的小型近距离探测器——如超声波或红外线发射接收装置来进行补充性的感知工作。这类短程测距工具能够提供关于近处目标更加精确的信息,并有助于提高整体系统的鲁棒性和可靠性。 ```cpp // 初始化个超声波/红外传感器 const char *sensor_names[] = {"ps0", "ps1", "ps2"}; static int number_of_sensors = sizeof(sensor_names)/sizeof(sensor_names[0]); WbDeviceTag ps[number_of_sensors]; for(int i=0;i<number_of_sensors;++i){ ps[i]=wb_robot_get_device(sensor_names[i]); wb_distance_sensor_enable(ps[i],TIME_STEP); } while(true){ for(int i=0;i<number_of_sensors;++i){ double val = wb_distance_sensor_get_value(ps[i]); if(val<SAFE_DISTANCE){ /* 避让逻辑 */ } } } ``` #### 综合决策算法设计 为了有效结合不同类型的传感输入,可以采用加权平均或者其他更复杂的机器学习模型作为最终判断依据。例如,基于Dempster-Shafer理论的信任函数框架可以帮助量化不确定度;而模糊控制则允许灵活定义隶属关系从而更好地适应实际应用场景下的变化条件。
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