應(yīng)急救援車輛特殊的工作性質(zhì)及應(yīng)用場合決定了其在面對復(fù)雜路況時仍舊需要保持行駛的平順性,而提高車輛行駛平順性的一個有效途徑是通過軸前預(yù)瞄控制技術(shù)調(diào)節(jié)主動懸架。目前,對軸前預(yù)瞄控制的研究多集中在控制算法上,而對軸前預(yù)瞄控制輸入信息獲取方法的研究則有很大空白。為此,本文基于2.5D重構(gòu)技術(shù)及數(shù)據(jù)融合技術(shù)對車前路面工況進(jìn)行了重構(gòu),并從中提取了車輛預(yù)測軌跡上的高程信息作為預(yù)瞄控制的輸入信息。本文結(jié)合國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“高機(jī)動多功能應(yīng)急救援車輛關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用示范”（編號:2016YFC0802900）,研究了車前路面工況信息的2.5D重構(gòu)方法及路面工況高程信息的提取方法。全文的主要研究工作如下:（1）完成了車前路面工況重構(gòu)系統(tǒng)的硬件搭建和軟件設(shè)計(jì)。根據(jù)需求對傳感器進(jìn)行了選擇并在合適的位置安裝各傳感器,然后基于Win10系統(tǒng)通過編程實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。（2）為了提高系統(tǒng)穩(wěn)定性及車輛位姿估計(jì)精度,建立了車輛坡路運(yùn)動模型,并基于該模型的輔助實(shí)現(xiàn)了車輛位姿估計(jì)。首先建立了車輛坡路運(yùn)動模型,并根據(jù)該模型分析了道路坡度對車輛位置估計(jì)的影響,然后基于車輛坡路運(yùn)動模型的輔助應(yīng)用擴(kuò)展卡爾曼濾波方法實(shí)現(xiàn)了車輛... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

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第1章緒論5到合理的b樣條曲面中以提取主要的地形表面信息。2014年，智利大學(xué)的Tsunekawa[20]等人在構(gòu)建2.5D高程圖時，在假設(shè)激光測量值和高程估計(jì)值符合高斯分布的情況下利用卡爾曼濾波的方法對二者進(jìn)行融合以更新地圖中每個單元格的高程值。2019年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)的郭繼峰[38]等人提出了一種基于多點(diǎn)測距信息的振動/陀螺耦合地形估計(jì)方法，在該方法的地形更新模型中，卡爾曼濾波的方法被用來融合某個位置處的最新測量值和已經(jīng)存在的高度估計(jì)值。1.3.3重構(gòu)結(jié)果表達(dá)方法的研究現(xiàn)狀在通過數(shù)據(jù)融合的方式處理載體周圍環(huán)境信息之后，還需要對這些環(huán)境信息進(jìn)行表達(dá)，基于不同的需求便會產(chǎn)生不同的表達(dá)方式，因而環(huán)境信息重構(gòu)結(jié)果的表達(dá)方法對車前路面工況重構(gòu)的研究十分重要。環(huán)境信息的表達(dá)通常通過地圖完成[39]。機(jī)器人學(xué)中地圖的表示方法可以分為幾何特征地圖、柵格地圖、拓?fù)涞貓D及混合地圖四類，這些方法在解決同時定位與建圖(SLAM)的問題上頗具成效，但在非結(jié)構(gòu)化的環(huán)境中容易丟失地形表面重要的幾何信息。此外，占據(jù)柵格地圖[40]也是一種十分流行的環(huán)境表示方法，但其同樣更加適合于結(jié)構(gòu)化環(huán)境的表達(dá)。因此，上述這些方法無法滿足本文對于車前路面工況信息的表達(dá)要求。三維柵格地圖[41]雖然可以提供更加準(zhǔn)確的環(huán)境表示，但維護(hù)復(fù)雜的三維環(huán)境模型對于較高車速情況下的路面工況重構(gòu)十分不利，同時對內(nèi)存的需求也更大。圖1.2為三維柵格地圖的一個示例，來源于文獻(xiàn)[41]。圖1.2三維柵格地圖

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文6相較于上述的2D地圖及3D柵格地圖，介于兩者之間的2.5D高程地圖[42]為本文車前路面工況重構(gòu)結(jié)果的表達(dá)提供了較為合適的方法。在高程地圖中，將水平面劃分為一個個單元格，并在每個單元格中分配相應(yīng)的高度估計(jì)值。目前，2.5D高程地圖主要有兩種結(jié)構(gòu)：基于規(guī)則網(wǎng)格的高程地圖和基于不規(guī)則網(wǎng)格的高程地圖，其中基于正方形規(guī)則網(wǎng)格及不規(guī)則三角形網(wǎng)格的高程圖的應(yīng)用最為廣泛。南卡羅來納大學(xué)的Rekleitis[43,44]等人在文獻(xiàn)[43]及[44]中利用不規(guī)則三角形網(wǎng)格來表示環(huán)境，如圖1.3所示。加州理工學(xué)院的Cremea和Murray在文獻(xiàn)[35]中使用了正方形規(guī)則網(wǎng)格來構(gòu)建2.5D高程圖。帕爾馬大學(xué)的Broggi等人在文獻(xiàn)[37]中利用點(diǎn)云數(shù)據(jù)構(gòu)建了基于正方形規(guī)則網(wǎng)格的2.5D高程圖。圖1.4所示為正方形規(guī)則網(wǎng)格高程圖，來源于文獻(xiàn)[37]。圖1.3三角形網(wǎng)格高程圖圖1.4正方形網(wǎng)格高程圖雖然基于不規(guī)則三角形網(wǎng)格構(gòu)建的高程圖可以更好的表示地形的細(xì)節(jié)信息，


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