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虚实结合的激光雷达引导泊车技术研究
| 论文题名： | 虚实结合的激光雷达引导泊车技术研究 |
| 关键词： | 汽车自动驾驶;安全泊车;自主移动机器人;激光雷达 |
| 摘要： | 安全泊车是汽车自动驾驶的经典问题，自主移动机器人（Autonomous Mobile Robot，AMR）在局部环境中作业进行环境感知、路径引导和准确停靠也有类似需求，使用汽车和AMR两类场景中均广泛接受的激光雷达进行引导。将虚拟物理系统方法运用到激光雷达引导安全泊车技术的研究上，在研发过程安全性、代码完备性和场景丰富性等方面均有显著的优势。本文应用虚拟物理系统的方法对激光雷达引导安全泊车问题进行了探索，具体内容如下： 提出了虚实结合的激光雷达引导泊车技术研究方案。在研究车辆常用泊车方式和自主移动机器人泊车场景共性特点的基础上，提炼出泊车应用场景模型；在研究固态激光雷达和机械式激光雷达工作原理的基础上，提出安全泊车引导的总体方案，并提出了与虚拟物理系统相结合的研究方法。 基于物理激光雷达进行了安全泊车技术研究。以机械式激光雷达的数据为基础，使用聚类算法、特征点提取和直线拟合的数据处理方法得到关键点坐标，结合车辆泊车过程中运动学模型的约束条件完成安全路径引导；以固态激光雷达的数据为基础，利用LabVIEW软件工具实现泊车环境实时显示；在对深度视觉图像进行处理的基础上，实现障碍物轮廓显示和防撞预警功能。 研究了CoppeliaSim平台的虚拟传感器技术。在对两种真实激光雷达的机械特征、功能特征和通信方式的研究基础上，完成虚拟机械式激光雷达和虚拟固态激光雷达的设计和实现。 最后搭建仿真实验平台，开展仿真实验。完成两种虚拟激光雷达的性能测试；利用python与CoppeliaSim联合仿真，进行车辆安全泊车引导测试，实验结果表明虚拟激光雷达与物理激光雷达性能一致且顺利完成泊车测试，验证了基于虚拟物理系统研究激光雷达引导安全泊车问题的可行性，为汽车自动驾驶、AMR等智能化应用提供了一种新颖的开发和验证方法。 |
| 作者： | 胡辰程 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 王晓宇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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