基于激光測距器的汽車安全輔助駕駛技術(shù).pdf

1、自二十世紀(jì)八十年代以來，我國的公路交通特別是高速公路交通得到了飛速的發(fā)展，但同時交通事故也呈不斷上升的趨勢，其中碰撞事故是最具代表性的事故形式。本論文以此為前提，以移動機(jī)器人AS-R為實(shí)驗(yàn)平臺對汽車安全輔助駕駛系統(tǒng)包括防追尾碰撞預(yù)警及緊急情況下自主避障這兩個方面進(jìn)行了研究。要實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)，最重要的兩個技術(shù)就是定位和避障，因此本文圍繞著基于激光測距器的定位和避障進(jìn)行了研究。首先介紹了激光測距器的測距原理以及影響激光測距器測量精度的四個因素，

2、接著分析了里程計相對定位方法，但是該方法的定位誤差隨著機(jī)器人運(yùn)動距離的加大而加大。其次，本文采用了極坐標(biāo)掃描匹配算法來修正里程計的定位誤差。極坐標(biāo)掃描匹配算法在激光測距器的極坐標(biāo)系統(tǒng)下運(yùn)行的，充分利用了激光掃描數(shù)據(jù)的極坐標(biāo)特性，使用方位角匹配規(guī)則消除對應(yīng)點(diǎn)的搜索問題，使得計算平移變換時復(fù)雜度降為O(n)，并在位姿估計的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了全局一致性地圖的生成。然后，描述了移動機(jī)器人的防追尾碰撞報警和主動避障。利用激光測距器實(shí)時探測前方障礙物與

3、機(jī)器人之間的距離，根據(jù)此距離決定是否報警，采取減速還是急停策略。本文應(yīng)用改進(jìn)的向量場直方圖法來解決移動機(jī)器人的避障問題。首先將機(jī)器人的工作環(huán)境分解為一系列柵格單元，考慮到傳感器測量的不確定性和機(jī)器人的大小，對探測到的每個障礙物柵格點(diǎn)膨脹，接著根據(jù)機(jī)器人與環(huán)境中障礙物之間的關(guān)系，建立初始的極坐標(biāo)直方圖，獲得自由行走區(qū)和避障區(qū)間，通過定義兩個閾值獲得二元極坐標(biāo)直方圖，考慮到機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)約束，在二元極坐標(biāo)直方圖基礎(chǔ)上建立遮擋極坐標(biāo)直