基于激光雷达的车前路形测量技术研究

发布时间：2021-08-27 03:07

　　车辆在凹凸不平的路面上行驶时速度往往很低,主要是由于行驶过程中车辆质心上下波动太大造成的。因此提升车辆在不平路面下的行驶速度,关键点在于在行驶过程中实时的根据路面调整车辆的运动姿态,使质心可以达到基本沿直线行驶。伴随着主动悬架技术的发展,可以通过控制主动悬挂来保持车辆质心的稳定。本文结合国家重点研发计划课题“高机动应急救援车辆（含消防车辆）专用底盘及悬挂关键技术研究”（项目编号:2016YFC0802902）,采用激光雷达,惯性导航仪和GPS和进行车前路面高程的测量,论文主要研究工作如下。首先,阐述了数字化地面实验平台的设计原理,并根据设计原理搭建出了实验平台。该实验平台是基于激光雷达、惯性导航仪和GPS组成的。介绍各传感器的测试原理、衡量指标,根据课题需求多方面比较,最终在达到测试精度的要求下选择了经济合理的传感器。其次,研究了应用惯性导航仪中的加速度计和陀螺仪数据来正确的表示车辆的姿态,在姿态解算的三种方法方向余弦法、欧拉角、四元数中选择了四元数法。根据四元数理论,用加速度计和陀螺仪数据在姿态解算的固定时间周期内不断更新四元数。经过对加速度计和陀螺仪静态和动态特性进行频谱分析,采用... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

灾害道路破坏现场

选择适应醒目的激光雷达，可以大大的减少开发的难度和成本。一般单线制雷能追踪单个物体的运动轨迹，多用于行人检测，小目标动态检测。而多线制雷据量大，精度高，往往用在无人驾驶、车载机载测绘领域等。理论上讲，线束，环境还原的真实性越逼近，这样还可以相应的降低算法的复杂度。下面是几同线制的激光雷达入图 2-3 所示。a) 德国 IBEO-4 线制激光雷达 b) 中国镭神-16 线激光雷达

第 2 章 车前数字化地面实验平台方案研究能够在很短的时间内处理俯仰角、翻滚角和航向角，同时可以输出处理后的加速度信号，陀螺仪信号，磁场和气压数据。MTI 的加速度计往往用于估计重力方向，从而可以获取到姿态的基准。当用 MTI来测量一个移动的车辆的时候，应该将惯性导航仪放在车辆重心位置，因为这里相对来说瞬时加速度最小，在靠近中心的旋转点之外任何的旋转都转化成了向心加速度。MTI-300 的尺寸设计较小，安装十分方便。坐标是按导航坐标系标定的，在安装时保证惯导坐标和项目设定的坐标系方向一致。MTI-300 的实物图片及坐标定义见图 2-8，详细的参数见表 2-2。

【参考文献】：
期刊论文
[1]常用坐标系之间的转换方法研究[J]. 刘可可,陈亮,马丽亚.  中国设备工程. 2018(07)
[2]测绘常用坐标系转换框架设计分析[J]. 杨康,徐爱功,唐龙江.  测绘与空间地理信息. 2017(07)
[3]基于惯性系下陀螺误差在线估计修正的惯性与星光组合导航方法[J]. 赵慧,熊智,施丽娟,郁丰,林爱军.  兵工学报. 2016(12)
[4]基于激光三角测距法的激光雷达原理综述[J]. 周俞辰.  电子技术与软件工程. 2016(19)
[5]基于多传感器的智能车辆姿态解算方法[J]. 王润民,胡锦超,任亮,徐志刚,闵海根.  测控技术. 2016(09)
[6]基于扩展卡尔曼滤波器的四元数车辆姿态解算算法研究[J]. 杨蒙.  数字技术与应用. 2015(04)
[7]基于坐标变换的扫描激光雷达回波信号建模仿真[J]. 孙翯,姚园,徐正平,李蕾.  激光与光电子学进展. 2015(01)
[8]基于阿克曼定理的四轮独立转向模糊控制算法研究[J]. 陈国栋,王志胜.  机械与电子. 2014(08)
[9]基于四元数互补滤波的无人机姿态解算[J]. 吕印新,肖前贵,胡寿松.  燕山大学学报. 2014(02)
[10]机载雷达坐标转换及数据处理的建模与仿真[J]. 徐晚成,王刚.  电子科技. 2012(06)

博士论文
[1]行星表面障碍检测与地形相关导航方法研究[D]. 李国庆.哈尔滨工业大学 2018
[2]机载LiDAR与影像结合的建筑物检测及其轮廓精化方法研究[D]. 陈奇.武汉大学 2015



本文编号：3365520