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FMCW激光雷达的点云分割与速度估计算法研究
| 论文题名： | FMCW激光雷达的点云分割与速度估计算法研究 |
| 关键词： | 无人驾驶汽车;激光雷达;图像处理;点云数据;速度估计 |
| 摘要： | 近年来，无人驾驶汽车自动化程度愈发变高，其通常搭载着用于感知外界环境的各类传感器。其中，激光雷达以分辨率高、抗干扰能力强和探测范围广等优点成为感知系统必不可少的一部分。未来自动驾驶的激光雷达解决方案将逐渐向FMCW（Frequency-Modulated Continuous Wave）激光雷达方向发展。因此，FMCW激光雷达相关算法具有较高的研究意义和应用价值。 首先，本文基于自动驾驶模拟平台CARLA开发了一个FMCW激光雷达仿真分析工具，并验证了仿真数据的真实性。 其次，为适用不同使用场景下的点云分割需求，分别提出了利用地面平面拟合去除地面点云、利用径向速度和激光雷达自身速度进行点云分割的算法，以及基于速度连续性的点云分割算法。前者先实现地面分割，然后根据自身速度与径向速度分割提取出非地面点云中的静止点云与运动点云，最后通过欧式聚类得到地面点云、静止物体点云、运动物体点云；后者根据基于径向速度的连续性聚类静止点与不同运动物体，可获得静止点云（含地面与静止物体）和运动物体点云。最后展示了两种算法点云分割效果与算法性能。 最后，根据已分割的点云信息，通过基于径向速度的速度估计方法得到激光雷达自身与运动物体的速度。并对所提出的速度估计方法进行误差分析，进一步探究了运动物体速度方向与激光雷达夹角对速度估计的影响，以及FMCW激光雷达速度分辨率与角分辨率对速度估计的影响。 |
| 作者： | 钟锴 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 汪小知;刘苑 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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