3D 激光雷达 SLAM 算法综述
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TH702 TP242

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装备预研领域基金(61403120209)资助项目


Overview of 3D Lidar SLAM algorithms
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    摘要:

    无人平台在大范围环境中实现自主定位与导航的能力需求日益严苛,其中基于激光雷达的同步定位和绘图技术 (SLAM)是主流的研究方案。 在这项工作中,本文系统概述了 3D 激光雷达 SLAM 算法框架和关键模块,分析阐述了近年来的 研究热点问题和未来发展趋势,梳理了 3D 激光雷达 SLAM 算法性能的评估标准,并据此选取目前较为成熟的具有代表性的 6 种开源 3D 激光雷达 SLAM 算法在机器人操作系统(ROS)中进行了测试评估,基于 KITTI 基准数据集,从 KITTI 官方精度标准、 SLAM 算法精度指标、算法耗时和处理帧率 3 方面进行了横向比较,结果表明,所选 6 种算法中 LIO-SAM 算法性能综合表现突 出,其在 00 序列数据集的测试中,绝对轨迹误差(ATE)和相对位姿误差(RPE)的 RMSE 数据分别为 1. 303 和 0. 028,算法处理 的帧率(fps)为 28. 6,最后依据 CiteSpace 分析讨论了 3D 激光雷达 SLAM 技术的应用趋势。

    Abstract:

    The ability of unmanned platforms to achieve autonomous positioning and navigation in a wide range of environments is increasingly demanding, in which Lidar-based Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) is the mainstream of research schemes. In this work, this paper systematically outlines the framework and key modules of 3D Lidar SLAM algorithm, analyses and describes recent research hotspot problems and future development trends, collates the evaluation criteria for the performance of 3D Lidar SLAM algorithm, based on these, selects six representative mature open source 3D Lidar SLAM algorithms, which are then tested and evaluated on the robot operating system (ROS), based on the KITTI benchmark data set, the parallel comparison is carried out from three aspects: KITTI official precision standard, SLAM algorithm precision index, algorithm time consuming and processing frame rate. The results show that the LIO-SAM algorithm has the best performance among the six algorithms. The RMSE data of ATE and RPE in the 00 sequence data set test are 1. 303 and 0. 028, respectively, and the processing frame rate of the algorithm is 28. 6. Finally, the application trend of 3D laser SLAM technology is discussed based on CiteSpace analysis.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

周治国,曹江微,邸顺帆.3D 激光雷达 SLAM 算法综述[J].仪器仪表学报,2021,(9):13-27

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  • 在线发布日期: 2023-06-28
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