基于信息融合的機(jī)器人障礙物檢測與道路分割.pdf

1、移動(dòng)機(jī)器人在國防、民用以及科研領(lǐng)域有著廣泛的用途，日益受到各國學(xué)者的關(guān)注。機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)是移動(dòng)機(jī)器人研究領(lǐng)域的熱門課題和技術(shù)難點(diǎn)，作為實(shí)現(xiàn)機(jī)器人獨(dú)立行走的基礎(chǔ)性模塊，其性能的優(yōu)劣直接影響到機(jī)器人整體的自主性和智能化水平。單一的傳感器無法有效感知環(huán)境信息，移動(dòng)機(jī)器人通常安裝了多種傳感器，采用信息融合技術(shù)使得多傳感器優(yōu)勢互補(bǔ)，以提高導(dǎo)航系統(tǒng)的魯棒性。本文將對視覺導(dǎo)航系統(tǒng)兩大關(guān)鍵技術(shù)，障礙物檢測和道路分割開展研究，利用信息融合的方法檢測草叢中

2、障礙物，完成道路分割。
　　 本文首先綜述了陸地自主移動(dòng)機(jī)器人發(fā)展背景和當(dāng)前的研究現(xiàn)狀，移動(dòng)機(jī)器人的系統(tǒng)架構(gòu)和關(guān)鍵的實(shí)現(xiàn)技術(shù)。然后講述了多傳感器信息融合，障礙物檢測以及道路分割的一般性原理。
　　 本課題使用了激光雷達(dá)和攝像機(jī)兩種傳感器。分別介紹了單線激光雷達(dá)，三維激光雷達(dá)與攝像機(jī)的聯(lián)合標(biāo)定方法。把一塊平面標(biāo)定板放在激光雷達(dá)和攝像機(jī)前擺放不同姿勢，兩種傳感器同步采集數(shù)據(jù)，提取標(biāo)定平面內(nèi)的特征點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)合標(biāo)定。
　　

3、 提出了一種融合激光雷達(dá)和單目攝像機(jī)的草叢中障礙物檢測方法。利用EM算法求得高斯混合模型分別表征草叢和障礙物兩類激光雷達(dá)點(diǎn)云的特征值分布情況，然后在激光雷達(dá)距離圖上檢測出障礙物，依據(jù)聯(lián)合標(biāo)定的結(jié)果把障礙物點(diǎn)投影至mean—shift方法分割后的場景圖像上，經(jīng)過融合在圖像上確定障礙物最終區(qū)域。
　　 最后介紹了道路分割的方法。同樣是利用信息融合的方法，依據(jù)聯(lián)合標(biāo)定結(jié)果把場景三維激光點(diǎn)映射到經(jīng)過mean—shift分割后的圖像中，利