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某工程运输车环境感知系统设计及障碍物检测方法研究
| 论文题名： | 某工程运输车环境感知系统设计及障碍物检测方法研究 |
| 关键词： | 工程运输车;环境感知系统;障碍物检测;激光雷达;毫米波雷达;交通安全 |
| 摘要： | 随着城市化进程的不断加快，汽车保有量也随之节节攀升，道路交通安全成为一个不容忽视的问题。工程运输车由于载重量大、动能大的特点，会更容易造成恶性交通事故的发生。自动驾驶技术能够显著提高汽车行驶的安全性，目前该技术已经不同程度地应用于各类中小型车辆，但是鲜见于工程运输车中的应用。本文针对工程运输车实际运行环境设计了一套环境感知系统，并利用激光雷达与毫米波雷达对障碍物进行检测。主要研究内容如下: （1）结合实际感知系统的功能需求以及不同传感器的特点，选定激光雷达加上毫米波雷达的配置方案，完成工程运输车环境感知系统的硬件平台搭建以及软件平台分层设计。 （2）针对激光雷达数据中的障碍物信息提取，本文首先采用一种改进的平面拟合分割法来对地面点云进行分割。其次基于二维占据栅格地图及栅格之间的连通区域属性来对障碍物数据进行聚类分析，同时对聚类后得到的每一个障碍物通过最小包络矩形框进行参数化建模。然后根据障碍物模型特征并利用最近邻关联算法来对前后帧数据中的相同障碍物进行关联，并通过卡尔曼滤波算法来对动态障碍物运动状态信息进行估计更新。最后通过更新后的速度信息来对障碍物的运动状态进行判断。 （3）针对毫米波雷达数据中有效障碍物信息的提取，本文根据激光雷达点云数据有效范围以及毫米波雷达直接获取到的障碍物运动状态信息来对原始数据进行初次筛选，同时通过生命存在周期的方法来对初选数据的有效性进行判断，从而实现了毫米波雷达有效障碍物信息的提取。 （4）为了融合激光雷达和毫米波雷达冗余检测范围内的障碍物信息，本文首先对两个传感器的数据进行同步，其次采用最近邻关联算法来将不同传感器检测到的障碍物信息进行关联，最后基于置信理论将两者数据进行融合。 通过特定场景下的实车测试验证以及对实验结果的分析，实验结果表明，本文设计的工程运输车感知系统障碍物检测算法能够实现对障碍物的稳定检测，可以满足实际项目需求。 |
| 作者： | 彭祺 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 姜武华;赵盼 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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