| 基于深度相机的ORB-SLAM2在矿井救援空间构建应用 |
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| 引用本文： | 贯怀光,杨鹏,吕文生,王璟.基于深度相机的ORB-SLAM2在矿井救援空间构建应用[J].东北师大学报(自然科学版),2023(2):89-98. |
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| 作者姓名： | 贯怀光 杨鹏 吕文生 王璟 |
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| 作者单位： | 1. 北京联合大学北京市信息服务工程重点实验室;2. 北京联合大学城市轨道交通与物流学院;3. 北京科技大学土木与资源工程学院 |
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| 基金项目： | 国家“十四五”重点研发计划项目(2021YFC3001302)； |
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| 摘 要： | 矿井在发生安全事故时，由于井下空间条件不确定，救援人员很难到达矿井地下.为了解决这一问题，搭建可实现空间构建且能适应潮湿、粉尘等环境的小型轻量化矿井救援机器人，以获取矿井非现场物理空间信息.选择基于深度相机的ORB-SLAM2作为实时框架，框架由图像预处理、跟踪、局部建图、闭环组成.在图像预处理中，通过图像金字塔、灰度质心法实现ORB特征的旋转和尺度不变性.在跟踪线程中，通过基于参考关键帧方法、恒速关键帧方法、重定位方法进行粗糙跟踪，再通过局部地图跟踪进行精确跟踪，估计关键帧的位姿姿态.在局部线程中，进行插入和剔除冗余关键帧，通过共视图方法生成更多的地图点.在闭环线程中，检测是否存在相同信息，通过sim3相似变换进行闭环校正.使用TUM数据集对算法进行仿真测试，采用EVO测试RMSE误差在0.004～0.043 m范围内，定位精度可达到厘米级.借助矿井救援机器人试验平台，利用结构光相机的ORB-SLAM2的方法生成真实空间三维模型，对空间构建效果进行研究与应用，为矿山救援井下智能巡检装备提供方法.
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| 关 键 词： | 矿井救援 点云构建 ORB-SLAM2 RGB-D 机器人 |
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