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基于GPU并行运算的实时定位方法研究OA

Research on Real-Time Localization Method Based on GPU Parallel Computing

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为了满足轨道交通场景下的实时性、高精度定位需求,文章提出一种基于激光雷达和惯性测量传感器的并行运算定位方法.该方法采用以空间换时间的设计思路,利用图形处理器内核数量多、并行运算性能强、显存带宽高的特点,通过构建体素栅格网络实现点云的高效空间索引和近邻查找,将体素降采样、雷达点云预处理、线面约束构建及定位初始化与重定位模块移植到图形处理器上并行运行.实验结果表明,中央处理器的平均负载率降低了 25.66 个百分点;单帧点云处理时间由 85.87 ms 下降到 47.47 ms,降低了 44.72%;在定位精度上,绝对位姿误差的平均值为 0.10 m.算法的定位精度和实时性满足列车自动驾驶实时定位需求.

To meet real-time and high-precision localization requirements in rail transit scenarios,a parallel computing localization method based on LiDAR and inertial measurement units(IMU)is proposed.Adopting a space-for-time design concept,this method utilizes the GPU characteristics:a large number of cores,strong parallel computing performance,and high video memory bandwidth.By constructing a voxel grid network,it enables efficient spatial indexing and nearest neighbor search of point clouds;voxel downsampling,LiDAR point cloud preprocessing,line and surface constraint construction,localization initialization,and relocation modules are transplanted to a graphics processing unit(GPU)for parallel operations.Experimental results show that the proposed method meets real-time localization requirements for automatic train operation from both localization accuracy and real-time performance,with an average decrease in CPU load rate by 25.66%,a 44.72%reduction in single-frame point cloud processing time from 85.87 ms to 47.47 ms,and an average absolute pose error of 0.10 m.

黄文宇;潘文波;李源征宇;陈志伟;杨振宇;袁超

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信息技术与安全科学

轨道交通实时定位并行运算图形处理器体素栅格网络

rail transitreal-time localizationparallel computingGPUvoxel grid network

《控制与信息技术》 2026 (2)

103-110,8

湖南省自然科学基金项目(2025JJ50726)

10.13889/j.issn.2096-5427.2026.02.011

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