基于无人车环境感知信息的GIS动态更新算法研究

发布时间：2017-04-16 00:03

  本文关键词：基于无人车环境感知信息的GIS动态更新算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：无人驾驶车辆是当前自主机器人领域一个研究热点。自主导航是研究无人驾驶车辆需解决的核心问题之一，精确的导航应该搭配精准的环境地图，，地理信息系统可以为无人驾驶车辆提供内容详实、位置准确的地图，并且可以实时地规划路径。建立面向无人驾驶车辆的地理信息系统，对于实现其安全快速地到达目的地和局部导航避障，具有重要的研究意义。 本文基于无人驾驶车辆环境感知信息研究地理信息系统动态更新问题，论文从感知目标的三维定位、车辆定位算法和基于最小二乘法的GIS动态更新等方面展开研究工作。主要研究成果如下： （1）通过3D激光雷达和摄像头获取无人驾驶车辆环境感知信息，基于视觉感知和激光感知进行三维定位，获取感知目标相对于无人驾驶车辆的位置。构建环境感知质点模型，采用质点代表交通信号灯、交通标志等环境感知目标，便于面向无人驾驶车辆的GIS动态更新的研究。 （2）提出一种无人驾驶车辆定位算法，获取无人驾驶车辆的绝对位置。该算法包括宏观道路匹配和微观精确定位两个方面。宏观上，根据GPS数据和地图中的道路网络信息，基于计算几何算法把车辆匹配到道路上；微观上，利用无人驾驶车辆检测到的环境感知信息进行车辆精确定位。 （3）基于感知目标的相对位置和无人驾驶车辆的绝对位置，提出一种基于递推最小二乘法的GIS动态更新算法。把环境感知质点和环境感知区域添加到GIS中，实现基于环境感知信息的GIS动态更新。应用递推最小二乘法，估计环境感知质点位置信息，减小随机误差。 实际跑车实验结果表明，本文提出的无人驾驶车辆定位算法的道路匹配成功率为99%，单点匹配时间在2毫秒内，定位点匹配到车道内，精度约为1米。把环境感知质点和环境感知区域添加到GIS中，完成了基于无人驾驶车辆环境感知的GIS动态更新。
【关键词】：无人驾驶车辆 地理信息系统 环境感知信息 三维定位 地图匹配 最小二乘法
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P208;U495;TP242
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目录7-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 研究背景9
• 1.2 无人驾驶车辆研究现状及发展趋势9-13
• 1.2.1 国外研究现状9-12
• 1.2.2 国内研究现状12-13
• 1.3 GIS 在无人驾驶车辆中的应用13-15
• 1.4 研究意义及主要内容15-18
• 1.4.1 研究意义15
• 1.4.2 主要内容15-16
• 1.4.3 论文结构16-18
• 第2章 感知目标三维定位18-35
• 2.1 无人驾驶车辆实验平台18-20
• 2.2 环境感知信息获取方法20-24
• 2.2.1 环境感知信息20-21
• 2.2.2 视觉感知21-22
• 2.2.3 激光感知22-24
• 2.3 环境感知质点模型24-25
• 2.4 感知目标三维定位25-32
• 2.4.1 基于激光感知的三维定位26-27
• 2.4.2 基于视觉感知的三维定位27-32
• 2.5 实验分析32-34
• 2.6 本章小结34-35
• 第3章 无人驾驶车辆定位算法35-45
• 3.1 无人驾驶车辆定位算法35
• 3.2 宏观道路匹配35-39
• 3.2.1 误差区域确定36
• 3.2.2 匹配道路选择36-39
• 3.3 微观精确定位39-42
• 3.4 实验分析42-44
• 3.5 本章小结44-45
• 第4章 面向无人驾驶车辆的 GIS 动态更新45-62
• 4.1 面向无人驾驶车辆的 GIS 构建与更新45-50
• 4.1.1 GIS 概述45-47
• 4.1.2 基于环境感知质点的 GIS 更新47
• 4.1.3 基于环境感知区域的 GIS 更新47-50
• 4.2 基于最小二乘法的 GIS 动态更新50-54
• 4.2.1 最小二乘估计50-51
• 4.2.2 基于最小二乘法的 GIS 动态更新51-52
• 4.2.3 递推最小二乘估计52-54
• 4.2.4 基于递推最小二乘法的 GIS 动态更新54
• 4.3 实验分析54-60
• 4.3.1 质点添加实验55-58
• 4.3.2 区域添加实验58-60
• 4.4 本章小结60-62
• 结论62-64
• 参考文献64-67
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单67-68
• 致谢68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张敏;刘培志;徐英新;王晋华;刘莹;;地面无人作战平台环境感知关键技术研究[J];车辆与动力技术;2007年02期

2 付梦印;杨毅;朱昊;王立平;;移动机器人组合感知系统及其配准方法改进[J];兵工学报;2011年06期

3 李舜酩;沈\

本文编号：309542