基于激光測(cè)距器的汽車安全輔助駕駛技術(shù).pdf

1、自二十世紀(jì)八十年代以來(lái)，我國(guó)的公路交通特別是高速公路交通得到了飛速的發(fā)展，但同時(shí)交通事故也呈不斷上升的趨勢(shì)，其中碰撞事故是最具代表性的事故形式。本論文以此為前提，以移動(dòng)機(jī)器人AS-R為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)汽車安全輔助駕駛系統(tǒng)包括防追尾碰撞預(yù)警及緊急情況下自主避障這兩個(gè)方面進(jìn)行了研究。要實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)，最重要的兩個(gè)技術(shù)就是定位和避障，因此本文圍繞著基于激光測(cè)距器的定位和避障進(jìn)行了研究。首先介紹了激光測(cè)距器的測(cè)距原理以及影響激光測(cè)距器測(cè)量精度的四個(gè)因素，

2、接著分析了里程計(jì)相對(duì)定位方法，但是該方法的定位誤差隨著機(jī)器人運(yùn)動(dòng)距離的加大而加大。其次，本文采用了極坐標(biāo)掃描匹配算法來(lái)修正里程計(jì)的定位誤差。極坐標(biāo)掃描匹配算法在激光測(cè)距器的極坐標(biāo)系統(tǒng)下運(yùn)行的，充分利用了激光掃描數(shù)據(jù)的極坐標(biāo)特性，使用方位角匹配規(guī)則消除對(duì)應(yīng)點(diǎn)的搜索問(wèn)題，使得計(jì)算平移變換時(shí)復(fù)雜度降為O(n)，并在位姿估計(jì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了全局一致性地圖的生成。然后，描述了移動(dòng)機(jī)器人的防追尾碰撞報(bào)警和主動(dòng)避障。利用激光測(cè)距器實(shí)時(shí)探測(cè)前方障礙物與

3、機(jī)器人之間的距離，根據(jù)此距離決定是否報(bào)警，采取減速還是急停策略。本文應(yīng)用改進(jìn)的向量場(chǎng)直方圖法來(lái)解決移動(dòng)機(jī)器人的避障問(wèn)題。首先將機(jī)器人的工作環(huán)境分解為一系列柵格單元，考慮到傳感器測(cè)量的不確定性和機(jī)器人的大小，對(duì)探測(cè)到的每個(gè)障礙物柵格點(diǎn)膨脹，接著根據(jù)機(jī)器人與環(huán)境中障礙物之間的關(guān)系，建立初始的極坐標(biāo)直方圖，獲得自由行走區(qū)和避障區(qū)間，通過(guò)定義兩個(gè)閾值獲得二元極坐標(biāo)直方圖，考慮到機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)約束，在二元極坐標(biāo)直方圖基礎(chǔ)上建立遮擋極坐標(biāo)直