融合 BIM 结构先验信息的 RGB-D SLAM 建筑施工实时定位与建图方法

《IEEE Robotics & Automation Magazine》：BIM-Informed Visual SLAM for Construction Environments

　　

摘要：

监控建筑施工场地需要将计划中的设计与实际建造状态进行比较，这可以通过同时定位与映射（SLAM）技术实时完成。然而，在施工环境中，视觉SLAM容易出现轨迹偏移，导致生成的地图在几何形状上与实际环境不符。为解决这一问题，我们在现有的RGB-D SLAM系统中加入了来自建筑信息模型（BIM）的结构先验信息。该系统将检测到的墙壁与其对应的BIM模型关联起来，并将这些对应关系作为几何约束纳入后端优化过程中，从而减少了轨迹偏移并提升了全局一致性。所提出的方法可以实时运行，并已在多个实际施工现场得到了验证，平均轨迹误差减少了25.23%，地图精度比现有最佳方案提高了7.14%。鲁棒性分析进一步证明了该方法对不完整的BIM数据以及计划模型与实际建造环境之间的几何差异具有较好的适应性。