發(fā)布時間：2021-08-13 09:08

　　針對封閉區(qū)域UGV自動駕駛應(yīng)用,本文提出了一種基于平面高精度地圖的導(dǎo)航定位方法。該方法利用三維激光掃描數(shù)據(jù)采用預(yù)定義的柵格地圖概率值建立多分辨率地圖,在保證定位精度的同時提高定位效率,采用極大似然估計(jì)獲取載體位姿初值并將IMU數(shù)據(jù)用于計(jì)算高斯-牛頓法搜索初值。試驗(yàn)結(jié)果表明,基于激光掃描的二維地圖構(gòu)建與匹配定位方法能有效解決幀與幀匹配誤差快速累積問題,可以高效地使用已有地圖進(jìn)行連續(xù)高精度的載體定位。 

【文章來源】：測繪通報. 2020,(01)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

單站三維掃描原始點(diǎn)云

柵格地圖因其直觀、計(jì)算量小的優(yōu)點(diǎn)，近年來逐漸成為移動機(jī)器人領(lǐng)域使用最廣泛的地圖表示方法[5]。柵格地圖根據(jù)一定的坐標(biāo)間距將環(huán)境分隔為一個個柵格，用p(s=1)表示每個柵格被障礙物占據(jù)(occupied)的概率，如圖1所示，本文對每個柵格預(yù)定義占據(jù)概率值為0.1、0.3、0.6和0.9。柵格地圖中的每個柵格初始概率值為0.1，若某個柵格中存在被投影的激光點(diǎn)，則該柵格被賦值為0.9，與其相鄰的柵格被賦值為0.6，與其相隔一個柵格的所有柵格被賦值為0.3，若上述相鄰柵格也與其他有激光點(diǎn)的柵格相鄰，其概率值相應(yīng)增加。構(gòu)建柵格地圖時采用高斯投影將所有點(diǎn)云坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為高斯平面坐標(biāo)(x,y,h)，然后根據(jù)點(diǎn)云在高斯平面的坐標(biāo)確定柵格地圖邊界，將每個激光點(diǎn)對應(yīng)至相應(yīng)的柵格，最后根據(jù)上述規(guī)則計(jì)算出所有柵格的概率值并存儲。

試驗(yàn)場地位于某開放園區(qū)內(nèi)，園區(qū)非常空曠，試驗(yàn)時布設(shè)了26組水馬圍欄作為障礙物。本文使用FARO FOCUS系列三維掃描儀進(jìn)行掃描建圖，其量程為0.6～150 m，測距精度為1 mm。所采用IMU為SBG Ellipse2-N，航向測量精度為0.5°，RTK定位采用Trimble高精度定位板卡Bd982，基站架設(shè)于試驗(yàn)場地內(nèi)。采用Robosense 16線Li DAR，量程為0.2～150 m，測距精度為2 cm。試驗(yàn)時Li DAR與GNSS天線安裝在車頂，慣導(dǎo)系統(tǒng)安裝在車內(nèi)，僅采用其水平掃描線進(jìn)行匹配定位。試驗(yàn)流程、試驗(yàn)設(shè)備及環(huán)境如圖2和圖3所示。3.2 點(diǎn)云匹配定位結(jié)果分析

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于PDR、WiFi指紋識別、磁場匹配組合的室內(nèi)行人導(dǎo)航定位[J]. 張鵬,趙齊樂,李由,牛小驥,劉經(jīng)南.  測繪地理信息. 2016(03)
[2]基于磁釘技術(shù)的集裝箱碼頭AGV定位精度分析[J]. 李鳳娥,牛王強(qiáng).  上海海事大學(xué)學(xué)報. 2016(01)
[3]一種融合激光和深度視覺傳感器的SLAM地圖創(chuàng)建方法[J]. 張毅,杜凡宇,羅元,熊艷.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2016(10)
[4]基于地面三維激光掃描的精細(xì)地形測繪[J]. 梅文勝,周燕芳,周俊.  測繪通報. 2010(01)
[5]一種基于視覺的移動機(jī)器人定位系統(tǒng)[J]. 董再勵,郝穎明,朱楓.  中國圖象圖形學(xué)報. 2000(08)

碩士論文
[1]基于激光LIDAR的室外移動機(jī)器人三維定位與建圖[D]. 韓明瑞.東南大學(xué) 2016
[2]磁導(dǎo)航自動導(dǎo)向小車（AGV）關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用研究[D]. 周馳東.南京航空航天大學(xué) 2012



本文編號：3340147