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SLAM Acústico Basado en la Dirección de Llegada y la Relación de Energía Directa a Reverberante

Autores: Qiu, Wenhao; Wang, Gang; Zhang, Wenjing

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

SLAM Acústico Basado en la Dirección de Llegada y la Relación de Energía Directa a Reverberante


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Propuestas
Mediciones acústicas
Informes de movimiento IMU
SLAM
DRR
Filtro de partículas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento propone un nuevo método que fusiona mediciones acústicas en el campo de la reverberación y reportes de movimiento de unidades de medida inerciales (IMU) de baja precisión para la localización y mapeo simultáneos (SLAM). A diferencia de estudios existentes que solo utilizan datos acústicos para estimaciones de dirección de llegada (DoA), la distancia de la fuente a los sensores se calcula con la relación de energía directa a reverberante (DRR) y se aplica para eliminar el ruido no lineal de los reportes de movimiento. Se aplica un filtro de partículas para estimar la distancia crítica, que es clave para asociar la distancia de la fuente con el DRR. Se utiliza un método de fotogramas clave para eliminar la desviación de la estimación de la posición de la fuente hacia el robot. El SLAM acústico DoA-DRR propuesto (D-D SLAM) está diseñado para movimiento tridimensional y es adecuado para drones. El método es el primer algoritmo de SLAM acústico que ha sido validado en un conjunto de datos de drones del mundo real que contiene solo datos acústicos y mediciones de IMU. En comparación con métodos anteriores, D-D SLAM tiene un rendimiento aceptable en la localización del dron y en la construcción de un mapa de fuentes a partir de un conjunto de datos de drones del mundo real. La precisión promedio de localización es de 0.48 m, mientras que el error de posición de la fuente converge a menos de 0.25 m en 2.8 s. Estos resultados prueban la efectividad de D-D SLAM en escenas del mundo real.

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