基于激光傳感器的森林環(huán)境地形分類與導航.pdf

1、自20世紀60年代美國、蘇聯(lián)為了探索月球開始移動機器人的研究以來，移動機器人由于其廣闊的應用前景，取得了突飛猛進的發(fā)展。從最開始室內(nèi)結構化環(huán)境的導航，到后來移動機器人的同時定位與建圖(Simultaneous Localization and Mapping, SLAM)，現(xiàn)在發(fā)展到在室外環(huán)境中采用外部傳感器對森林環(huán)境進行地形分類和導航。本文將森林環(huán)境中本質(zhì)特征和統(tǒng)計特征相結合，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡進行森林環(huán)境的地形分類，并根據(jù)分類結果進行

2、森林環(huán)境中導航的研究。本文的主要研究內(nèi)容包括：
　　 1．森林中樹木多是參天大樹，外形高大挺拔，可用圓柱、圓錐等形狀模擬。文中利用非線性的最小二乘法對其進行擬合。首先將采集得到的森林環(huán)境的三維數(shù)據(jù)點根據(jù)點之間的歐氏距離進行分類，根據(jù)分類結果對不同類別中的樹木分別采用非線性的最小二乘法進行圓柱、圓錐的擬合。
　　 2．森林中，不僅有樹木，還有草叢、灌木叢、巖石以及崎嶇不平的地面，根據(jù)各類森林構成物的特質(zhì)，找出激光數(shù)據(jù)點的高

3、度值、立體柵格密度等具有代表性的特征，以及三維激光數(shù)據(jù)的特征根這種統(tǒng)計特征作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡的輸入，對三維激光數(shù)據(jù)點進行分類。
　　 3．基于前面森林環(huán)境的分類結果對移動機器人進行導航的研究。將三維數(shù)據(jù)點投影到二維的柵格地圖中，用A*算法對機器人進行路徑規(guī)劃。機器人在森林中行駛，要盡可能選擇平整的地面，所以在柵格地圖中加入地面崎嶇度因子，并計算入A*算法的代價函數(shù)中，地面崎嶇度越大，機器人要從該處行駛的代價也越大。通過上述方法達到