基于三維激光雷達(dá)的障礙物檢測與跟蹤研究.pdf

1、本文主要針對結(jié)構(gòu)化道路環(huán)境下車輛對周圍障礙物信息的感知需求，利用三維激光雷達(dá)進(jìn)行障礙物檢測和跟蹤，為車輛主動(dòng)制動(dòng)、主動(dòng)避障等提供障礙物的位置和狀態(tài)信息。
　　為了建立隨車輛位置變化而變化的感興趣區(qū)域，文章首先利用攝像頭檢測車輛前方車道線，并計(jì)算自車左、右車道線位置，從而獲得感興趣區(qū)域的橫向動(dòng)態(tài)邊界?？紤]到柵格地圖分辨率對障礙物檢測的影響，通過分析激光雷達(dá)的水平分辨率來確定其值大小。為了激光雷達(dá)相關(guān)定位參數(shù)測量時(shí)的可實(shí)施性，建立激光

2、雷達(dá)坐標(biāo)系、車體坐標(biāo)系、圖像坐標(biāo)系以及三個(gè)坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，并將激光雷達(dá)數(shù)據(jù)向二維圖像中投影，獲得柵格地圖。接著分析了激光雷達(dá)原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)中噪聲點(diǎn)的產(chǎn)生原因，并針對柵格地圖的灰度特征，對傳統(tǒng)中值濾波算法進(jìn)行改進(jìn)。在此基礎(chǔ)上，分別運(yùn)用最值高度差法和基于柵格最值的占領(lǐng)柵格法對柵格地圖進(jìn)行背景點(diǎn)云分割，去除對車輛安全行駛影響較小的地面點(diǎn)云數(shù)據(jù)，得到只包含障礙物點(diǎn)云數(shù)據(jù)的障礙物柵格地圖。
　　進(jìn)一步的，為了減小障礙物點(diǎn)云數(shù)據(jù)之間的距離

3、，加強(qiáng)點(diǎn)云數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性，引入形態(tài)學(xué)運(yùn)算對障礙物柵格地圖進(jìn)行預(yù)處理操作。接著提出一種基于鄰域搜索的密度聚類標(biāo)記算法，對障礙物柵格地圖中的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類。運(yùn)用方框模型對聚類結(jié)果進(jìn)行參數(shù)化建模，提取障礙物位置信息以及狀態(tài)信息。考慮到每幀激光雷達(dá)數(shù)據(jù)中不只包含一個(gè)障礙物，結(jié)合相鄰幀的相同障礙物點(diǎn)云形態(tài)近似，而不同障礙物點(diǎn)云形態(tài)差別較大的特點(diǎn)，利用一種多特征的最近鄰算法并引入關(guān)聯(lián)矩陣對前后幀障礙物列表中的障礙物進(jìn)行關(guān)聯(lián)。最后提出基于動(dòng)態(tài)特性