發(fā)布時(shí)間：2017-12-16 13:06

  本文關(guān)鍵詞：基于二維碼和角點(diǎn)標(biāo)簽的無(wú)人小車室內(nèi)定位算法研究實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：近年來(lái)室內(nèi)無(wú)人駕駛技術(shù)成為人們的研究熱點(diǎn),而如何準(zhǔn)確地定位是室內(nèi)無(wú)人駕駛技術(shù)中的關(guān)鍵。無(wú)人車的室內(nèi)定位技術(shù)中,基于標(biāo)簽式定位方法較為穩(wěn)定且精度相對(duì)較高。常作為標(biāo)簽式的定位方法有WiFi、射頻和超聲波方法。其中,WiFi和射頻都是基于計(jì)算信號(hào)強(qiáng)度的方式,存在著信號(hào)易受到干擾,覆蓋范圍小和定位精度低的缺點(diǎn)。而超聲波方式雖然有較高的定位精度,但是定位距離近,需要大量的底層設(shè)備,成本高。二維碼和角點(diǎn)標(biāo)簽簡(jiǎn)單易用,易于維護(hù),視覺(jué)和激光能夠提供較高的定位精度。為此,本文將基于視覺(jué)的二維碼和基于激光的角點(diǎn)標(biāo)簽定位結(jié)合,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于二維碼和角點(diǎn)標(biāo)簽的無(wú)人小車室內(nèi)定位系統(tǒng),有效地解決無(wú)人小車行駛過(guò)程中路徑定位不準(zhǔn)確的問(wèn)題。根據(jù)室內(nèi)定位系統(tǒng)的研究目標(biāo),設(shè)計(jì)無(wú)人小車室內(nèi)定位系統(tǒng)方案。搭建無(wú)人小車實(shí)驗(yàn)硬件平臺(tái),包括激光雷達(dá)、攝像頭、IMU和編碼器的選型安裝。完成無(wú)人小車室內(nèi)定位系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì),包括傳感器設(shè)備與無(wú)人小車室內(nèi)定位系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的信息獲取模塊、無(wú)人小車室內(nèi)定位系統(tǒng)與人員交互的人機(jī)交互模塊、無(wú)人小車室內(nèi)定位系統(tǒng)的定位模塊和小車的控制模塊。接著,在定位模塊的設(shè)計(jì)中,選用EKF-SLAM算法作為主體定位算法,進(jìn)行了推導(dǎo)和證明,使用攝像頭結(jié)合PnP算法識(shí)別二維碼標(biāo)簽的位置信息,構(gòu)建擴(kuò)展卡爾曼的觀測(cè)模型。根據(jù)PnP算法原理,需要無(wú)人小車在第一次檢測(cè)到二維碼標(biāo)簽時(shí),計(jì)算二維碼標(biāo)簽的世界坐標(biāo),方便無(wú)人小車后續(xù)定位中的匹配識(shí)別。所以本文提出使用攝像頭結(jié)合激光雷達(dá)計(jì)算二維碼的世界坐標(biāo),并進(jìn)行了理論推導(dǎo)和證明。對(duì)基于二維碼標(biāo)簽的EKF-SLAM系統(tǒng)進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,驗(yàn)證了二維碼標(biāo)簽定位的可行性。為了增加無(wú)人小車室內(nèi)定位系統(tǒng)路標(biāo)標(biāo)簽數(shù)量,提升室內(nèi)定位系統(tǒng)的穩(wěn)定性,本課題將房屋內(nèi)的角點(diǎn)也作為路標(biāo)標(biāo)簽,使用激光雷達(dá)檢測(cè)角點(diǎn),利用RANSAC算法提升直線的擬合精度,求出角點(diǎn)標(biāo)簽。最后,改造無(wú)人電動(dòng)小車的控制器,將二維碼標(biāo)簽和角點(diǎn)標(biāo)簽結(jié)合在一起,對(duì)基于二維碼標(biāo)簽和角點(diǎn)標(biāo)簽的EKF-SLAM室內(nèi)定位算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,驗(yàn)證了本課題無(wú)人小車室內(nèi)定位算法的可行性。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP391.44

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 趙銳;鐘榜;朱祖禮;馬樂(lè);姚金飛;;室內(nèi)定位技術(shù)及應(yīng)用綜述[J];電子科技;2014年03期

2 楊帆;;無(wú)人駕駛汽車的發(fā)展現(xiàn)狀和展望[J];上海汽車;2014年03期

3 周鑫,朱楓;關(guān)于P3P問(wèn)題解的唯一性條件的幾點(diǎn)討論[J];計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào);2003年12期

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本文編號(hào)：1296110