English 日本語 Русский

动作捕捉系统用于地下隧道移动机器人定位与建图

动作捕捉系统用于地下隧道移动机器人定位与建图

客      户
中国矿业大学机电工程学院
关  键 词
激光-超宽带融合SLAM系统,地下隧道移动机器人,机器人定位与建图
被捕捉物
地下隧道移动机器人
核心配置
8个NOKOV Mars2H 动作捕捉镜头

在煤矿巷道、地铁隧道等危险、幽闭的地下场景下,使用移动机器人完成探测、开采和搜救任务安全且高效。地下机器人自主智能的完成任务,精准的定位和地图构建是前提和关键。

地下隧道移动机器人

机器人在地下环境中自主运行时往往没有先验的地图信息,而且不能使用GPS进行定位,需要机器人在未知环境创建地图,同时利用地图进行自主定位和导航,即SLAM技术。

由于地下环境中场景在几何特征上极其相似,且激光雷达点云在远处分布极少,基于激光雷达的SLAM方法效果不好;中国矿业大学的研究人员采用一种多传感器融合的方法,基于图优化的框架将 UWB和IMU融合定位系统提供的位置约束添加到位姿图优化约束中,为激光雷达扫描匹配提供可靠的初始估计,多种传感器协同估计移动机器人状态。

首先研究人员提出了一种基于扩展卡尔曼滤波器融合UWB测距信息和IMU加速度信息的算法,通过增广状态向量,将加速度和加速度的偏差也进行估计,能够提高精度并降低延迟,为移动机器人在地下环境运动提供可靠的定位估计。 

为了验证算法的有效性和定位精度,以及对狭长隧道环境的实用性,研究人员设计了室内验证实验。实验使用Turtlebot2移动机器人作为机器人平台,并在平台上固定IMU和UWB移动节点。UWB使用4个锚节点构建定位系统。

动作捕捉系统用于地下隧道移动机器人定位与建图

场地周围布置8NOKOV Mars2H 动作捕捉镜头,利用NOKOV动作捕捉系统跟踪粘贴在移动机器人上的反光标识点,来获取机器人的真实轨迹。

利用NOKOV动作捕捉系统获取机器人轨迹

通过对比NOKOV动作捕捉系统采集的参考轨迹(真实轨迹)和EKF算法输出的估计轨迹可以看出,估计值与真实值基本符合。

对比NOKOV动作捕捉系统采集的参考轨迹(真实轨迹)和EKF算法输出的估计轨迹

验证过上述定位方案性能后,研究人员开发了地下狭长隧道环境的激光/超宽带融合SLAM 算法,并在实际地下隧道进行实验,证明了该方法更接近实际轨迹且不存在累积误差。

参考文献:[1]赵宇. 面向地下狭长隧道的移动机器人定位与建图方法研究[D].中国矿业大学,2021.




原文链接:https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?dbcode=CMFD&dbname=CMFDTEMP&filename=102

惯性式上肢动作捕捉系统开发

西安交通大学机械工程学院陕西省智能机器人重点实验室施虎老师团队利用惯性传感器开发了一套低成本、高灵活性的上肢动作捕捉系统,为机械臂遥操作任务提供了更自然、更高效的人机交互方案。NOKOV度量光学动作捕捉系统提供了人体上肢运动的高精度位置和姿态数据,助力惯性动捕系统性能评估。

IEEE RAL 足式机器人鲁棒状态估计 精度较基线提升40%以上

山东大学研究团队发表面向绳驱动连续体机器人的融合非线性扩展状态观测器的自适应滑模跟踪控制方法,度量动捕为实验提供机器人末端执行器位姿数据,助力验证控制方法有效性。

室外环境无人车动作捕捉

清华大学李翔老师团队在室外环境下对无人车进行动作捕捉。NOKOV度量抗日光版本动捕镜头过滤日光干扰,准确识别无人车表面的反光标记点,获取高精度运动轨迹。

IJRR | 北航团队提出机器人复合分层抗干扰框架:实现无人机边飞边学

北航杭研院郭克信老师团队在IJRR上发表FORESEER机器人复合分层抗干扰框架,研究在五种不同构型的无人机平台上进行了室内外大量实验,通过四类代表性任务系统验证框架的性能。 NOKOV度量动作捕捉系统为实验提供了无人机在室内执行飞行任务时的高精度位姿数据及轨迹信息,助力验证FORESEER框架处理各种不确定性的有效性。
联系我们
如需更多应用、案例信息或产品报价,请致电 010-64922321,或在下方留言:
机器人/无人机 VR/AR/XR 运动康复 传媒娱乐
北京度量科技有限公司(总部)
Location 北京市朝阳区安慧里四区15号五矿大厦8层820室
Email info@nokov.com
Phone 010-64922321
提交成功!请您耐心等待!
欢迎关注公众号,获取更多信息
关闭