室内差分气压高度测量用于亚米级垂直定位与楼层识别
机器人学
2026-01-06 v1
摘要
精确的高度估计和可靠的楼层识别是复杂多层建筑环境中移动机器人定位与导航的关键。本文提出一种稳健、低成本的垂直估计框架，利用差分气压传感器集成于完整符合 ROS 规范的软件包中。该系统同时发布来自固定基站和移动传感器的实时高度数据，实现精确且无漂移的垂直定位。在极具挑战性的场景（如完全封闭的楼梯间和电梯）中进行的实证评估表明，我们提出的气压管道实现了亚米级垂直精度（RMSE: 0.29 m）和完美（100%）的楼层识别。相比之下，我们的结果确认，仅凭视觉或 LiDAR 基于 SLAM 的 odometry 高度估计，对于可靠的垂直定位是不够的。所提出的符合 ROS 兼容的气压模块为实际机器人部署中的稳健垂直感知提供了实用且高性价比的解决方案。该方法的实现已在 https://github.com/witsir/differential-barometric 上以开源方式发布。
引用
@article{arxiv.2601.02184,
title = {Differential Barometric Altimetry for Submeter Vertical Localization and Floor Recognition Indoors},
author = {Yuhang Zhang and Sören Schwertfeger},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.02184},
year = {2026}
}