面向煤矿巷道环境的LiDAR与IMU融合定位与建图方法

针对煤矿井下喷浆表面、对称巷道等引起移动机器人自主导航定位与建图失效问题，提出了一种面向煤矿巷道环境的激光雷达(LiDAR)与惯性测量单元（IMU)融合的实时定位与建图方法。首先对原始点云进行分割，利用IMU预积分位姿去除原始点云非线性运动畸变，并对得到的点云进行线、面特征提取。然后将相邻帧的线、面特征进行匹配，在分层位姿估计过程中融合IMU预积分所得到的位姿初值，减少计算迭代次数，提高特征点匹配的精度，解算出当前帧的位姿。最后向因子图中插入局部地图因子、IMU因子、关键帧因子，对位姿进行优化约束，对关键帧与局部地图进行匹配，通过八叉树结构实现地图构建。为验证所提方法的定位性能与建图效果，搭建了Autolabor 、VLP−16 LiDAR和Ellipse−N IMU的实验平台进行验证，并与LeGO−LOAM、LIO−SAM方法进行定性定量对比分析。结果表明：① 在煤矿巷道环境中，面向煤矿巷道环境的LiDAR与IMU融合的实时定位与建图方法三轴方向的绝对定位误差的均值和中值均小于32 cm；对X轴的位姿估计精度最高，其累计误差为1.65 m，位置偏差为2.97 m，建图效果整体良好，建图轨迹未发生漂移；构建的点云地图在完整性和几何结构真实性方面均有着优秀的表现，可以直观反映巷道环境的实际情况，具有良好的鲁棒性。这是因为点云匹配之后进行了分层位姿估计，多因子优化可有效降低全局累计误差，对轨迹精度和地图的一致性提升具有重要作用。② 在楼道走廊环境中，面向煤矿巷道环境的LiDAR与IMU融合的实时定位与建图方法三轴的误差均小于1.01 m，误差均值为5~15 cm，误差范围小，精度高；累计位置偏差仅为1.67 m；完整性与环境匹配均有良好的性能。这是由于通过增加关键帧因子，插入因子图对其新增节点相关变量进行优化，降低了位姿估计漂移，定位与建图精度相对较高

新疆公路自然区划及环境参数的研究

本项目系统地建立了公路三级自然区划的分区体系,发展和完善了公路自然区划的理论体系;提出了综合因素区域主导标志法,丰富了公路自然区划方法论;首次建立了与公路建设相关的综合自然因素图集,使公路自然区划更具科学性;揭示了干旱区山盆体系下的公路工程区域分异规律,增强了区划的实用性;提出了新疆常见地产材料的设计参数;编制了指导公路建设的《新疆公路自然区划指南》。公路自然区划作为指导公路建设的基本资料,对推动公路建设、减少资金浪费、合理设计有着重要的意义;能为公路建设前期工作提供必要的依据和参数;为修订国家标准、规范体系提供技术性参考与借鉴

荒漠地区公路建设环境保护与生态恢复技术

《荒漠地区公路建设环境保护与生态恢复技术》项目组通过资料收集、理论分析、室内外试验和工程实践,系统开展了荒漠地区公路建设与自然环境相互影响、荒漠地区公路建设的生态环境敏感性、荒漠地区公路建设环境保护与生态恢复技术集成以及典型区域公路建设环保与生态建设示范四方面研究,取得了如下主要创新性成果： 1．分析揭示了荒漠地区公路与环境的相互影响关系,建立了公路建设环境保护与生态恢复的基础平台。 2. 提出了荒漠地区公路路域生态功能重要性、环境敏感性和景观类型区划的原则与方法,建立了相应的区划体系。 3．构建了荒漠地区公路路域生态修复技术评价指标体系和评价数学模型。 4．提出了荒漠..

塔里木河中下游荒漠化防治与生态系统管理研究与示范

该项目成果建立了荒漠区生态环境与经济和谐发展的模式，为正确处理生态环境建设与经济发展的关系提供了理论依据；建立了塔里木河中下游土地利用的5种模式和适宜性评价体系；创立了塔里木河中下游生态经济型植被的模式和结构优化配置方案；提出了6项绿洲灌溉农业节水节肥和棉花高产技术；确定了维护塔里木河中下游至大西海子和台特马湖生态安全的最低年需水量、最佳输水期，提出了塔里木河中下游天然植被合理地下水位的科学依据；揭示了塔里木河中下游30年断流输水后地表生态的响应规律；构建了数字塔河的框架，完成了水、土、植被等23个因子的图层