無人駕駛是一種通過各類傳感器感知周圍環(huán)境的信息,然后使用計算機控制車輛運行的高新技術(shù)。成熟的無人駕駛技術(shù)可以使得車輛在行駛過程中不需要人類的干預(yù),是智能交通系統(tǒng)中重要的一個部分。本文使用單目相機和多線激光雷達為傳感器,針對無人駕駛場景下的兩個問題進行了研究,分別是點云地圖構(gòu)建以及多目標(biāo)檢測與追蹤。在無人車導(dǎo)航場景下,點云地圖可以作為先驗信息使無人車實現(xiàn)高精度定位的功能。本文使用相機和激光雷達融合進行建圖工作,首先使用單目相機計算無人車在運動過程中的位姿變換矩陣,將其作為先驗值提供給激光雷達,而后使用激光雷達幀間特征匹配計算無人車的位姿變換,最后以較低的頻率將當(dāng)前點云幀與局部地圖進行位姿匹配,構(gòu)建出初始點云地圖,并建立位姿圖中的弱約束邊。同時,針對初始點云地圖出現(xiàn)斷裂的情況,使用單目相機提取視覺關(guān)鍵幀,并在無人車建圖過程中持續(xù)進行回環(huán)檢測,如果檢測到環(huán)境回環(huán)就在位姿圖中建立強約束邊,并使用Levenberg-Marquardt法對位姿圖進行迭代優(yōu)化,得到無人車的最優(yōu)位姿,并優(yōu)化點云地圖。在無人車導(dǎo)航過程中,多目標(biāo)追蹤是對車輛周圍多個移動目標(biāo)進行檢測和追蹤,實現(xiàn)對環(huán)境感知的任務(wù)。本文將多目... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

國內(nèi)外自動駕駛車輛

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-8-第2章無人車系統(tǒng)平臺分析2.1引言為了實現(xiàn)融合建圖和多目標(biāo)檢測與追蹤的功能，本文使用ROS框架作為無人車的軟件平臺，將各部分功能以模塊化的方式集成進ROS框架中。在無人車運行的過程中，依賴各種傳感器提供的感知信息，因此還介紹了無人車搭載的相機模塊和多線激光雷達模塊。2.2無人車系統(tǒng)分析2.2.1無人車系統(tǒng)硬件層分析本文根據(jù)實驗的具體需求，選擇經(jīng)過線控改裝后的園區(qū)觀光車作為無人車基體，在此基礎(chǔ)上布置傳感器和計算單元。實驗硬件平臺系統(tǒng)總裝圖如下所示，其上裝備了Velodyne多線激光雷達和LeopardImaging的單目相機。圖2-1實驗硬件平臺系統(tǒng)總裝圖無人車的各個部件對應(yīng)的功能如下，（1）上層部件主要是基于工業(yè)控制電腦實現(xiàn)融合建圖和多目標(biāo)追蹤算法，包括多線激光雷達和單目相機。工業(yè)控制電腦選用了Neousys的Nuvo-6108GC，這款工業(yè)服務(wù)器支持InterXeonE3系列處理器，NvidiaGeForceGTX1080顯卡，并提供額外PCIe接口以供更大的拓展能力。在融合建圖過程中，使用視覺信息估計無人車的位姿變換，為激光點云配準(zhǔn)提供位姿先驗信息，然后使用激

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-10-2.3無人車系統(tǒng)的傳感器模塊2.3.1激光傳感器模塊激光雷達選用了Velodyne公司的VLP-16多線激光雷達，如下圖2-2所示。多線激光雷達可以測量周圍環(huán)境較為精確的三維尺寸信息，而且掃描頻率較高，點云較為密集。圖2-2VLP-16多線激光雷達VLP-16多線激光雷達的參數(shù)如下表2-1所示，從表中可以看出多線激光雷達垂直角分辨率為2°，水平角分辨率為0.2°（掃描頻率10Hz）。表2-1VLP-16多線激光雷達主要參數(shù)參數(shù)具體數(shù)值激光線數(shù)16線測量距離100m測量精度±30mm垂直視場+15.0°~-15.0°垂直角分辨率2.0°水平視場360°水平角分辨率0.1°~0.4°旋轉(zhuǎn)頻率5Hz~20Hz可以得到多線激光雷達的極坐標(biāo)表示的測量數(shù)據(jù)，，其中表示激光點的距離，表示激光點的垂直角度，表示激光點的水平角度�？梢詫⒓す恻c從極坐標(biāo)形式轉(zhuǎn)化為直角坐標(biāo)形式，具體如下，cossincoscossinxyz=(2-1)


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