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无人艇激光雷达数据的处理分析与研究
| 论文题名： | 无人艇激光雷达数据的处理分析与研究 |
| 关键词： | 无人艇;激光雷达;数据融合;图像处理;路径规划 |
| 摘要： | 随着科技的快速发展，智能化无人船舶技术水平显著提高，极大的推动着无人艇在海事巡逻、船舶货运、海洋环境监测无人化等领域的快速发展。针对目前国内对于无人艇相关技术的发展日益重视，本文基于三维激光雷达数据研究无人艇的目标分析与路径规划等问题,该技术可应用在无人艇的自动避障及路径规划等相关应用场景中。 本文主要利用三维激光雷达测绘的点云数据，根据海面实际运行时等杂波环境，系统的研究了点云数据预处理、雷达图像处理、聚类块目标分析、路径规划等关键技术问题，设计了一套激光雷达数据处理系统。 首先，完成对激光雷达数据预处理工作。主要包括完成激光雷达以及IMU传感器的报文解析，将得到的报文数据进行坐标映射以便得到无人艇周围环境的点云数据信息，并将得到的点云坐标数据进行内参补偿和外参补偿处理，再将IMU传感器获得的无人艇运动角度变化信息与点云数据进行数据融合以便维持图像的稳定性。 其次，完成对雷达图像处理工作。由于采集的图像像素点过多并且包含水波杂纹等噪声，对其进行地图栅格化处理和点云滤波处理。通过利用多帧融合配准的方法提高图像细节并且对聚类目标完成聚类分析与特征提取的工作。 最后，对全局路径规划和局部路径规划算法进行原理分析与效果比较，结合实际场景本文提出一种混合路径规划的方法并利用SLAM辅助建图优化以便完成无人艇的路径规划工作。设计并实现一种激光雷达数据处理系统，先后完成了系统环境搭建、软件系统和界面设计等工作来构建简易的显示交互界面。 |
| 作者： | 饶子东 |
| 专业： | 光学工程 |
| 导师： | 房红兵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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