基于車載三維激光雷達(dá)的環(huán)境感知關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、地面無人自主車輛融合了多學(xué)科的最新研究成果，在國防和國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本文以地面無人自主車輛的環(huán)境感知為研究背景，旨在重點(diǎn)研究車載三維激光雷達(dá)在道路檢測和環(huán)境建模中的應(yīng)用。主要研究成果和創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　1、提出了一種基于面法向量的三維激光雷達(dá)外參數(shù)精確標(biāo)定方法。該方法由三個(gè)核心算法組成，分別是基于RANSAC的平面點(diǎn)云分割算法、基于特征值的空間平面擬合算法和基于SVD分解的精確三維旋轉(zhuǎn)矩陣求解算法。該方法在標(biāo)定時(shí)只

2、需兩個(gè)具有一定尺寸的互不平行的參考面，標(biāo)定環(huán)境容易構(gòu)造；該方法經(jīng)與高精云臺的對比實(shí)驗(yàn)證明具有很高精確性和很好的魯棒性。
　　2、針對結(jié)構(gòu)化道路場景和基于三維激光雷達(dá)環(huán)境感知方式，本文提出了一種基于二次區(qū)域生長的實(shí)時(shí)道路檢測算法，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確高效的結(jié)構(gòu)化道路的道路檢測。該算法首先通過基于線間梯度的快速地面分割算法為每個(gè)激光雷達(dá)圖像像素賦以屬性維信息，其次使用基于二次區(qū)域生長的道路邊界檢測算法的將道路的邊界點(diǎn)提取出來，最后使用快速Houg

3、h變換算法求解道路的路邊直線模型參數(shù)。實(shí)驗(yàn)證明，本文算法對結(jié)構(gòu)化道路檢測具有強(qiáng)魯棒性、高精確度和實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)。
　　3、提出了一種基于混合高度圖的環(huán)境建模方法。該方法包括混合高度圖生成、占據(jù)柵格分割、基于二次雙向線形內(nèi)插的地面建模和基于地面模型的環(huán)境建模五部分組成。該方法的優(yōu)勢在于以濾除了障礙柵格的地面模型為參考進(jìn)行點(diǎn)云重投影，在進(jìn)行環(huán)境建模的同時(shí)消除了懸掛障礙的影響。
　　4、提出了一種基于虛擬光源和Phong光照模型的環(huán)