《山东大学学报(理学版)》 ›› 2026, Vol. 61 ›› Issue (5): 46-54.doi: 10.6040/j.issn.1671-9352.0.2025.169
张惠荣1,陈奕戈1,罗世彬1,周恩泽2,刘淑琴2
摘要: 提出一种基于增强现实设备的虚实融合与精确定位方法。通过多传感器环境感知技术,构建电缆隧道三维模型及三维坐标获取,实时获取头部(设备)的方向、位置和运行状态信息。通过即时定位与地图构建(simultaneous localization and mapping, SLAM)技术,构建并实时更新环境地图,获取虚拟内容的位置及人机交互。通过全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS)差分定位技术优化,增加SLAM系统的稳定性和准确性,提高位置定位精确度。实验结果表明,本文方法定位误差不大于10 cm且具有较好的实用性。
中图分类号:
| [1] 王育红. 城市地下综合管廊监测与预警系统研究及应用[D]. 西安:西安建筑科技大学,2017. WANG Yuhong. Research and application of urban underground utility tunnel monitoring and warning system[D]. Xian: Xian University of Architecture and Technology, 2017. [2] 王超,史江凌,王朝凤,等. 基于AR眼镜的地下线缆透视式巡检技术研究[J]. 电力系统装备,2019(16):224-226. WANG Chao, SHI Jiangling, WANG Chaofeng, et al. Research on perspective inspection technology of underground cable based on ar glasses [J]. Electric Power System Equipment, 2019(16):224-226. [3] 程晓宇. BIM技术在地下综合管廊工程中的应用研究[D]. 太原:太原理工大学,2021. CHENG Xiaoyu. Research on the application of BIM technology in the project of underground integrated pipe gallery[D]. Taiyuan: Taiyuan University of Technology, 2021. [4] 柏东辉,吴建杰. 基于GPS差分定位的变电站电磁干扰位置识别[J]. 电子设计工程,2024,32(20):40-43. BAI Donghui, WU Jianjie. Identification of EMI location in substation based on GPS differential positioning [J]. Electronic Design Engineering, 2024, 32(20):40-43. [5] 广东电网有限责任公司,广东电网有限责任公司河源供电局. 一种电缆的定位方法、装置、计算机设备和存储介质: CN202110127278.5[P]. 2021-05-28. Guangdong Power Grid Corporation, Heyuan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Corporation. A cable positioning method, device, computer equipment, and storage medium: CN202110127278.5 [P]. 2021-05-28. [6] 国网河北省电力有限公司石家庄供电分公司,国家电网有限公司,石家庄铁道大学. 一种基于PDR、UWB和地图匹配的电缆隧道定位方法:CN202311690350.0[P]. 2024-04-12. State Grid Hebei Electric Power Co., Ltd., Shijiazhuang Power Supply Branch, State Grid Corporation of China, Shijiazhuang Railway University. A cable tunnel positioning method based on PDR, UWB, and map matching: CN202311690350.0[P]. 2024-04-12. [7] 张煜,张寒,王晓东,等. 基于电阻法的智能型电缆故障自动定位装置的研发[J]. 电工技术,2023(12):98-100. ZHANG Yu, ZHANG Han, WANG Xiaodong, et al. Research and development of intelligent automatic cable fault location device based on resistance method [J]. Electric Engineering, 2023(12):98-100. [8] 张旭鹏. “UWB+PDR”联合支持下的井下定位系统研究[J]. 自动化应用,2025,66(8):99-102. ZHANG Xupeng. Research on underground positioning system jointly supported by "UWB+PDR" [J]. Automation Application, 2025, 66(8):99-102. [9] 彭政,尹自力,陈紫琦. 基于BIM+AR技术的智慧变电运行辅助巡检系统优化方法研究[J]. 电工材料,2023(2):4-6. PENG Zheng, YIN Zili, CHEN Ziqi. Research on optimization methods of smart substation operation auxiliary inspection system Based on BIM+AR technology[J]. Electrical Engineering Materials, 2023(2):4-6. [10] 邵斌,郭利强,贺杰,等. 矿用脉冲激光测距系统研究[J]. 自动化仪表,2023,44(2):17-20. SHAO Bin, GUO Liqiang, HE Jie, et al. Research on mining pulsed laser distance measurement system [J]. Process Automation Instrumentation, 2023, 44(2):17-20. [11] 王凯,刘鹏飞. 城市级地下管网BIM建设及应用[J]. 测绘通报,2022(11):132-134. WANG Kai, LIU Pengfei. BIM construction and application of urban underground pipe network [J]. Bulletin of Surveying and Mapping, 2022(11):132-134. [12] 高雅真. 面向高分辨率激光扫描点云的图像色彩界面交互配色设计研究[J]. 激光杂志,2024,45(8):159-163. GAO Yazhen. Research on interactive color matching design of image color interface for high resolution laser scanning point cloud [J]. Laser Journal, 2024, 45(8):159-163. [13] 李杰,高树功,雷东. 基于AR的变电站设备实体信息获取流程优化系统[J]. 现代电子技术,2022,45(2):129-134. LI Jie, GAO Shugong, LEI Dong. AR-based process optimization system for substation equipment entity information acquisition [J]. Modern Electronics Technique, 2022, 45(2):129-134. [14] 袁鹏程,何健安. 基于深度传感器的监控技术与算法[J]. 传感器与微系统,2019,38(3):134-136. YUAN Pengcheng, HE Jianan. Monitoring technology and algorithm based on depth sensor [J]. Transducer and Microsystem Technologies, 2019, 38(3):134-136. [15] 周霆威,乔贵方,刘娣,等. 基于IMU在线校准的SLAM精度提升方法研究[J]. 仪表技术与传感器,2024(3):1-5. ZHOU Tingwei, QIAO Guifang, LIU Di, et al. Research on improving accuracy of SLAM based on IMU online calibration [J]. Instrument Technique and Sensor, 2024(3):1-5. [16] 王智敏,陶宝林,于鹏,等. 基于可穿戴式惯性测量单元的行人室内定位技术[J]. 传感器与微系统,2021,40(1):46-48. WANG Zhimin, TAO Baolin, YU Peng, et al. Indoor positioning technology of pedestrian based on wearable IMU [J]. Transducer and Microsystem Technologies, 2021, 40(1):46-48. [17] 王嘉琛,叶周润,欧鑫,等. 基于GPU的并行ICP点云配准算法研究[J]. 合肥工业大学学报(自然科学版),2023,46(11):1501-1505. WANG Jiachen, YE Zhourun, OU Xin, et al. Research on GPU based parallel ICP point cloud registration algorithm [J]. Journal of Hefei University of Technology(Natural Science), 2023, 46(11):1501-1505. [18] 李翔宇,张雪芹. ORBTSDF-SCNet:一种动态场景在线三维重建方法[J]. 华东理工大学学报(自然科学版),2023,49(2):284-294. LI Xiangyu, ZHANG Xueqin. ORBTSDF-SCNet: an online 3D reconstruction method for dynamic scene[J]. Journal of East China University of Science and Technology, 2023, 49(2):284-294. [19] 史西兵,赵政文. 移动物联网负载终端坐标动态转换算法[J]. 计算机仿真,2021,38(1):247-250. SHI Xibing, ZHAO Zhengwen. Dynamic coordinate transformation algorithm of mobile internet of things load terminal[J]. Computer Simulation, 2021, 38(1):247-250. [20] 田野,陈宏巍,王法胜,等. 室内移动机器人的SLAM算法综述[J]. 计算机科学,2021,48(9):223-234. TIAN Ye, CHEN Hongwei, WANG Fasheng, et al. Overview of SLAM algorithm for mobile robots[J]. Computer Science, 2021, 48(9):223-234. [21] 程保喜. GNSS与惯性导航组合系统在复杂环境下的定位研究[J]. 中北大学学报(自然科学版),2021,42(1):89-96. CHENG Baoxi. Research on positioning of GNSS and inertial navigation integrated system in complex environment [J]. Journal of North University of China(Natural Science Edition), 2021, 42(1):89-96. [22] 李帅鑫,李广云,周阳林,等. 改进的单目视觉实时定位与测图方法[J]. 仪器仪表学报,2017,38(11):2849-2857. LI Shuaixin, LI Guangyun, ZHOU Yanglin, et al. Improved monocular simultaneous localization and mapping soluttion[J]. Chinese Journal of Scientific Instrument, 2017, 38(11):2849-2857. [23] 祝会忠,范佳宝,李军. 低成本GNSS终端的抗差RTK定位性能研究[J]. 测绘科学,2023,48(12):1-9. ZHU Huizhong, FAN Jiabao, LI Jun. Research on the positioning performance of robust RTK low-cost GNSS terminals [J]. Science of Surveying and Mapping, 2023, 48(12):1-9. |
| [1] | 张晓媛, 田毅, 任子涵, 段天宇, 杨斯媛, 张月轩. 拓扑邻域基在密度聚类算法中的应用[J]. 《山东大学学报(理学版)》, 2026, 61(5): 55-64. |
| [2] | 孙迪,郭义童,任超,范海峰,张传雷. 基于多尺度特征融合与改进注意力的锈蚀螺栓螺帽检测[J]. 《山东大学学报(理学版)》, 2026, 61(1): 1-14. |
| [3] | 仲尚,马丽,刘文哲,李雨豪. 融合多尺度注意力机制和改进特征融合的轻量化水面小目标检测模型[J]. 《山东大学学报(理学版)》, 2026, 61(1): 15-25. |
| [4] | 余雷,孙懿,华金铭,李腊全. 基于深度神经网络的重症监护室脓毒症患者死亡风险预测模型分析[J]. 《山东大学学报(理学版)》, 2026, 61(1): 26-35. |
| [5] | 王军涛,黄强. 基于一般重叠函数的模糊数学形态学边缘检测方法[J]. 《山东大学学报(理学版)》, 2026, 61(1): 36-48. |
| [6] | 李文焱,李丽红,王洪欣. 基于知识度量的模糊粗糙c-均值算法[J]. 《山东大学学报(理学版)》, 2026, 61(1): 49-64. |
| [7] | 孙清,叶军,曾广财,宋苏洋,汪一心. 结合蝙蝠算法和紧密度改进的三支K-means算法[J]. 《山东大学学报(理学版)》, 2026, 61(1): 65-75. |
| [8] | 邹峥,雷雨晟,刘石坚,王定一,邱学炜,史雯雯,周校通. 白蚁分区式微方向感知的精确形态识别[J]. 《山东大学学报(理学版)》, 2026, 61(1): 76-84. |
| [9] | 梁霞,郭洁. 基于在线评论的线上教学平台选择方法[J]. 《山东大学学报(理学版)》, 2024, 59(9): 108-118. |
| [10] | 黎超,廖薇. 基于医疗知识驱动的中文疾病文本分类模型[J]. 《山东大学学报(理学版)》, 2024, 59(7): 122-130. |
| [11] | 纪杰,孙承杰,单丽莉,尚伯乐,林磊. 基于提示学习的电信网络诈骗案件分类方法[J]. 《山东大学学报(理学版)》, 2024, 59(7): 113-121. |
| [12] | 罗奇,苟刚. 基于聚类和群组归一化的多模态对话情绪识别[J]. 《山东大学学报(理学版)》, 2024, 59(7): 105-112. |
| [13] | 赵峰叙,王健,林原,林鸿飞. 面向排序学习的概率分布优化模型[J]. 《山东大学学报(理学版)》, 2024, 59(7): 95-104. |
| [14] | 黄兴宇,赵明宇,吕子钰. 面向图神经网络表征学习的类别知识探针[J]. 《山东大学学报(理学版)》, 2024, 59(7): 85-94. |
| [15] | 桂梁,徐遥,何世柱,张元哲,刘康,赵军. 基于动态邻居选择的知识图谱事实错误检测方法[J]. 《山东大学学报(理学版)》, 2024, 59(7): 76-84. |
|
||