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基于三维激光成像的道路视距检测技术研究
| 论文题名： | 基于三维激光成像的道路视距检测技术研究 |
| 关键词： | 交通安全;视距检测;激光雷达;特征点提取;边界拟合 |
| 摘要： | 近些年来，我国的综合国力不断增强，基础设施逐渐完善，交通问题却日益突出。大量的文献研究表明，视距不足是造成交通安全问题的重要因素，如何保证道路视距的安全性是道路交通安全领域急需解决的问题。因此，公路视距安全检测与评估，将是保障道路交通安全的重要途径。在分析现有视距检测不足的前提下，本文提出了一种利用激光雷达检测道路视距的方法。 论文首先从道路视距安全性入手，根据公路有关视距设计的要求和激光雷达设备的检测范围，分析了激光雷达进行公路视距检测的可行性；并且根据激光雷达采集点云的过程，提出将一帧点云中的道路边界量化为视距的新概念；在原始点云杂乱的情况下选择将上下阈值设置在0.2米内，进行高度滤波处理，再利用Ransac算法提取了图像中最大的平面，获得道路平面的点云数据。 其次，针对两侧道路边界互相干扰的问题，通过分析了两侧道路边界所在区域的规律性，对其进行感兴趣区域提取，有效地分离了两侧道路的边界；接着选用路沿作为道路边界参照物，根据激光雷达在采集道路边界时Z值坐标会产生的突变性，采用梯度算法初步提取道路边界特征点；再分析处理后的边界图像，确定现有的边界特征点是图像上的最大簇，利用欧式聚类将图像中的最大簇进行提取，滤除了图像上的噪声点，得到了清晰的道路边界特征点。 然后，在道路边界特征点提取的基础上，根据所有道路线形都是由直线、缓和曲线和圆曲线三种线形组合的特点，提出了基于最小二乘法的公路视距计算模型，并采用曲线积分的方法对公路视距进行了求解，最终获得了公路视距。 最后，通过实车道路试验，对公路视距计算模型进行了验证，试验结果表明：利用激光雷达检测获得的公路视距检测值与真实值相比误差较小，绝对误差小于0.5米，相对误差小于2%。 利用激光雷达进行公路视距检测是一种有效的公路视距检测方法，其检测误差较小，具有较大的实际工程应用价值。 |
| 作者： | 蒋磊 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 张韡 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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