【摘 要】
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障碍物检测与领航员识别是移动机器人环境感知需要解决的两个重要问题。三维激光雷达环境适应性强、可以不依靠复杂算法直接获得较精确的距离信息,是一种移动机器人常用的传感器。本文针对基于激光雷达的障碍物检测及领航员识别方法开展了激光雷达感知系统方案构建、感知系统标定与数据预处理、静态障碍物检测、动态障碍物栅格去除及领航员识别四个方面的研究。本文通过对移动机器人环境感知层面具体需求的分析,在兼顾发挥传感器最
【基金项目】
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国家重点研发计划项目“高性能仿生足式机器人研究”的课题二“基于爆发式高功率密度电机驱动的足式机器人动态平衡调节方法”（编号:2019YFB1309502）
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障碍物检测与领航员识别是移动机器人环境感知需要解决的两个重要问题。三维激光雷达环境适应性强、可以不依靠复杂算法直接获得较精确的距离信息,是一种移动机器人常用的传感器。本文针对基于激光雷达的障碍物检测及领航员识别方法开展了激光雷达感知系统方案构建、感知系统标定与数据预处理、静态障碍物检测、动态障碍物栅格去除及领航员识别四个方面的研究。本文通过对移动机器人环境感知层面具体需求的分析,在兼顾发挥传感器最大性能的条件下,设计了32线和16线激光雷达组合使用的感知系统方案,并加工和装配了一套双激光雷达感知系统设备。提出了基于RANSAC的雷达间及雷达与机架间的参数标定方法,并进行了标定实验,验证了标定方法的正确性,获得了各参数在统计意义下的数值。提出了基于Slerp插值的点云运动畸变去除和雷达间时间同步的方法,并通过实验证明了该方法的有效性。制定了静态障碍物检测的各项处理流程。基于该流程,在实验过程中建立了包含障碍物与可通行区域信息的实时栅格图,并实现了多帧点云匹配和多帧栅格拼接的功能,验证了静态障碍物检测理论的正确性。提出并经实验验证了一种基于考察障碍物栅格前帧邻域的动态障碍物栅格去除方法,通过使用该方法来抑制动态障碍物在栅格拼接时造成的拖尾现象。研究了基于高反射率标签的领航员识别方法,通过实验实现了领航员识别和障碍物检测同步进行的效果。
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