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散货船舱内三维建图系统设计与实现
林飞宇, 陈林, 熊会元, 吴云鹤
船舶
2026, 37 (04):
54-64.
DOI: 10.19423/j.cnki.31-1561/u.2026.026
针对散货船船舱空间封闭、几何特征弱,以及清舱过程中散料被逐步清除导致料堆高度持续下降、表面形态不断变化的作业特点,该文研究了一种面向清舱作业的船舱内三维建图系统,实现对舱内环境稳定且可动态更新的表示。文章首先以清舱机为载体,构建多激光雷达与惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)协同感知的三维建图系统,通过时间同步与外参标定实现多源传感器的时空一致表达;在此基础上,借助IMU预积分完成点云运动补偿,利用激光雷达与IMU紧耦合里程计开展位姿估计,并结合滑动窗口局部建图与增量体素地图表示,实现舱内三维地图的实时构建与更新。经多项实地试验验证,结果表明该系统能够在弱特征、高动态作业条件下稳定完成清舱设备位姿估计,并构建结构完整、持续更新的舱内三维点云地图;所生成地图能够有效反映舱壁、舱底及散料表面等关键结构特征,满足远程可视化与作业感知需求。该系统适用于散货船船舱清舱作业场景,可为无人清舱作业提供可靠的三维环境感知基础。
参考文献 |
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