復(fù)雜野外環(huán)境下機(jī)器人障礙物檢測方法研究.pdf

1、環(huán)境感知技術(shù)是無人車實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航的基礎(chǔ)，而障礙物檢測是環(huán)境感知的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。無人車在野外環(huán)境下移動(dòng)時(shí)，需要具備各種復(fù)雜障礙的檢測能力。一方面，巖石、大樹、水坑、河流等種類繁多的障礙威脅著無人車的安全;另一方面，野外遍布的植被與障礙物混雜在一起，增加了檢測的難度。
　　本文將復(fù)雜野外環(huán)境下的障礙物檢測問題分為兩個(gè)部分，一個(gè)是對各類不同障礙物和復(fù)雜障礙地形的檢測，另一個(gè)是植被環(huán)境下的障礙物檢測。然后對這兩個(gè)問題分別進(jìn)行了研究。

2、>　　對于不同障礙物的檢測，本文提出了基于64線激光雷達(dá)的方法，對凸障礙、側(cè)深溝、側(cè)斜坡、水體進(jìn)行分別檢測。同時(shí)考慮傳感器未能探測到的區(qū)域可能存在的危險(xiǎn)，提出了對未知區(qū)域進(jìn)行分類的方法。凸障礙檢測采用基于柵格內(nèi)高度信息的方法，并針對懸掛結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。側(cè)深溝、側(cè)斜坡的檢測方法主要基于激光雷達(dá)掃描原理對點(diǎn)云的幾何特征進(jìn)行分析，同時(shí)提出了一種基于極坐標(biāo)柵格的點(diǎn)云表示方法。水體檢測則在激光雷達(dá)強(qiáng)度圖上實(shí)現(xiàn)，利用了水體較為特殊的反射特性。野外環(huán)

3、境下的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了算法的有效性，以上功能均得到實(shí)現(xiàn)并且達(dá)到了較好的檢測率。
　　對于植被環(huán)境下的障礙物檢測，本文提出了一種聯(lián)合三維點(diǎn)云分布特征和多光譜特征的檢測方法。首先介紹了由彩色相機(jī)、紅外相機(jī)和三維激光雷達(dá)構(gòu)成的多傳感器系統(tǒng)，敘述了相機(jī)與三維激光雷達(dá)聯(lián)合標(biāo)定的方法，以及三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)與圖像像素信息融合的過程。然后基于多光譜數(shù)據(jù)分析，在歸一化植被差分指數(shù)(NDVI)的基礎(chǔ)上，提出了一種新的紅外-彩色通道聯(lián)合光譜特征，結(jié)合混合高斯模型