無(wú)人駕駛是一種通過(guò)各類傳感器感知周圍環(huán)境的信息,然后使用計(jì)算機(jī)控制車輛運(yùn)行的高新技術(shù)。成熟的無(wú)人駕駛技術(shù)可以使得車輛在行駛過(guò)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(gè)部分。本文使用單目相機(jī)和多線激光雷達(dá)為傳感器,針對(duì)無(wú)人駕駛場(chǎng)景下的兩個(gè)問題進(jìn)行了研究,分別是點(diǎn)云地圖構(gòu)建以及多目標(biāo)檢測(cè)與追蹤。在無(wú)人車導(dǎo)航場(chǎng)景下,點(diǎn)云地圖可以作為先驗(yàn)信息使無(wú)人車實(shí)現(xiàn)高精度定位的功能。本文使用相機(jī)和激光雷達(dá)融合進(jìn)行建圖工作,首先使用單目相機(jī)計(jì)算無(wú)人車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的位姿變換矩陣,將其作為先驗(yàn)值提供給激光雷達(dá),而后使用激光雷達(dá)幀間特征匹配計(jì)算無(wú)人車的位姿變換,最后以較低的頻率將當(dāng)前點(diǎn)云幀與局部地圖進(jìn)行位姿匹配,構(gòu)建出初始點(diǎn)云地圖,并建立位姿圖中的弱約束邊。同時(shí),針對(duì)初始點(diǎn)云地圖出現(xiàn)斷裂的情況,使用單目相機(jī)提取視覺關(guān)鍵幀,并在無(wú)人車建圖過(guò)程中持續(xù)進(jìn)行回環(huán)檢測(cè),如果檢測(cè)到環(huán)境回環(huán)就在位姿圖中建立強(qiáng)約束邊,并使用Levenberg-Marquardt法對(duì)位姿圖進(jìn)行迭代優(yōu)化,得到無(wú)人車的最優(yōu)位姿,并優(yōu)化點(diǎn)云地圖。在無(wú)人車導(dǎo)航過(guò)程中,多目標(biāo)追蹤是對(duì)車輛周圍多個(gè)移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)和追蹤,實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境感知的任務(wù)。本文將多目... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

國(guó)內(nèi)外自動(dòng)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(wú)人車系統(tǒng)平臺(tái)分析2.1引言為了實(shí)現(xiàn)融合建圖和多目標(biāo)檢測(cè)與追蹤的功能，本文使用ROS框架作為無(wú)人車的軟件平臺(tái)，將各部分功能以模塊化的方式集成進(jìn)ROS框架中。在無(wú)人車運(yùn)行的過(guò)程中，依賴各種傳感器提供的感知信息，因此還介紹了無(wú)人車搭載的相機(jī)模塊和多線激光雷達(dá)模塊。2.2無(wú)人車系統(tǒng)分析2.2.1無(wú)人車系統(tǒng)硬件層分析本文根據(jù)實(shí)驗(yàn)的具體需求，選擇經(jīng)過(guò)線控改裝后的園區(qū)觀光車作為無(wú)人車基體，在此基礎(chǔ)上布置傳感器和計(jì)算單元。實(shí)驗(yàn)硬件平臺(tái)系統(tǒng)總裝圖如下所示，其上裝備了Velodyne多線激光雷達(dá)和LeopardImaging的單目相機(jī)。圖2-1實(shí)驗(yàn)硬件平臺(tái)系統(tǒng)總裝圖無(wú)人車的各個(gè)部件對(duì)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(shí)現(xiàn)融合建圖和多目標(biāo)追蹤算法，包括多線激光雷達(dá)和單目相機(jī)。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(guò)程中，使用視覺信息估計(jì)無(wú)人車的位姿變換，為激光點(diǎn)云配準(zhǔn)提供位姿先驗(yàn)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(wú)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(dá)選用了Velodyne公司的VLP-16多線激光雷達(dá)，如下圖2-2所示。多線激光雷達(dá)可以測(cè)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(diǎn)云較為密集。圖2-2VLP-16多線激光雷達(dá)VLP-16多線激光雷達(dá)的參數(shù)如下表2-1所示，從表中可以看出多線激光雷達(dá)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(dá)主要參數(shù)參數(shù)具體數(shù)值激光線數(shù)16線測(cè)量距離100m測(cè)量精度±30mm垂直視場(chǎng)+15.0°~-15.0°垂直角分辨率2.0°水平視場(chǎng)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(dá)的極坐標(biāo)表示的測(cè)量數(shù)據(jù)，，其中表示激光點(diǎn)的距離，表示激光點(diǎn)的垂直角度，表示激光點(diǎn)的水平角度�？梢詫⒓す恻c(diǎn)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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