基于激光里程计的无人驾驶汽车位姿估计研究

发布时间：2021-08-31 07:24

　　在无人驾驶汽车行驶过程中,如何为无人驾驶汽车提供实时高精度位姿估计一直是其研究领域中的核心问题。常用的GPS定位系统能够为无人驾驶汽车提供较高精度的位姿（位置与航向角）估计,但定位效果依赖卫星信号、易受周围环境干扰,因此通常引入车辆航迹推算信息进行补偿,然而对于三维运动车辆如何估计短时间内车辆位姿的相对变化是问题的关键。因此本文针对无人驾驶汽车相对位姿估计问题展开研究,提出了基于激光里程计的位姿估计算法框架实现无人驾驶汽车相对位姿估计,主要工作如下:（1）本文激光里程计以静态障碍物为特征,首先基于16线激光雷达,提出一种无人驾驶汽车行驶环境中障碍物检测方法。针对激光扫描环境中不同障碍物模型得到的三维点云分布差异问题,通过基于不同障碍物特征检测方法进行障碍物检测,从而有效提高障碍物实时检测效果。（2）为实现去除动态障碍物的不利影响,运用汽车里程计模型和Kalman滤波器,对障碍物模型进行位姿预测,并对不同帧间障碍物进行匹配关联,使用静态障碍物模型时空无突变特性将动态障碍物滤除。从而实现利用静态障碍物为特征求解相邻帧间车辆位姿相对变化,进一步实现局部环境中的激光里程计。实车实验结果表明,针... 

【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

国内无人驾驶汽车

引起了一波新的研究浪潮。另外，信息通信技术、人工智能、计算机技术的发展也快速的推动了无人驾驶领域向纵深方向发展。图 1.1(a)为国发的无人驾驶汽车，图 1.1(b)为百度无人驾驶汽车。图 1.2(a)所示为谷歌无图 1.2(b)为 UBER 无人驾驶汽车。(a) 无人(自主)驾驶红旗 HQ3 轿车 (b) 百度无人驾驶汽车图 1.1 国内无人驾驶汽车

实现基于激光里程计的无人驾驶汽车位姿估计为目的的算法示。障碍物检测模块实时的对激光雷达原始数据进行处理，传输给匹配关联模块；CAN 总线模块将汽车方向盘转角、预测模块，障碍物位姿预测模块通过 CAN 总线数据对上一；匹配关联模块对当前帧障碍物模型集与上一帧障碍物模型模块对障碍物匹配关联集进行分割得到动态、静态障碍物匹态障碍物匹配集对无人驾驶汽车位姿变换进行求解，误差模换预测值与观测值误差，从而在位姿优化模块中采用 Kalma驶汽车位姿估计进行更新，从而实现基于激光里程计的无人量模块利用得到的位姿优化结果对动态障碍物进行速度矢量

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于双目ORB-SLAM的障碍物记忆定位与去噪算法[J]. 魏彤,金砺耀.  机器人. 2018(03)
[2]基于改进的3维ICP匹配的单目视觉里程计[J]. 袁梦,李艾华,崔智高,姜柯,郑勇.  机器人. 2018(01)
[3]基于信息融合的智能车障碍物检测方法[J]. 陆峰,徐友春,李永乐,王德宇,谢德胜.  计算机应用. 2017(S2)
[4]基于密度的K-means算法在轨迹数据聚类中的优化[J]. 郝美薇,戴华林,郝琨.  计算机应用. 2017(10)
[5]激光三角法在水下机器人定位中的研究[J]. 耿文波,姚遥.  激光杂志. 2017(08)
[6]基于三维激光雷达的动态障碍物检测和追踪方法[J]. 邹斌,刘康,王科未.  汽车技术. 2017(08)
[7]基于改进SURF算法的单目视觉里程计[J]. 冉峰,李天,季渊,刘万林.  电子测量技术. 2017(05)
[8]异构蜂窝网络中一种基于匈牙利算法的用户关联方法[J]. 苏恭超,陈彬,林晓辉,王晖,李乐民.  电子科技大学学报. 2017(02)
[9]不确定数据聚类综述[J]. 罗来源,孙国宝.  电脑知识与技术. 2017(01)
[10]联合作战目标协同模型构建与求解方法[J]. 张宪,许瑞明.  指挥控制与仿真. 2016(06)

博士论文
[1]基于三维激光雷达的无人驾驶车辆环境建模关键技术研究[D]. 刘健.中国科学技术大学 2016

硕士论文
[1]三维激光雷达在自主车环境感知中的应用研究[D]. 谌彤童.国防科学技术大学 2011



本文编号：3374468