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基于融合地图的自动驾驶激光雷达定位算法

传感器与微系统 2023年第5期42卷 139-142页

作者：黄伟杰张希朱旺旺赵柏暄陈浩上海交通大学汽车电子控制技术国家工程实验室上海200240

针对环境变更对自动驾驶激光雷达(LiDAR)定位产生不可预估影响的问题,提出一种基于融合地图的LiDAR定位方法。在线定位中,根据里程计的结果将激光点云融入到离线地图中,使用融合后的地图有效地解决在线定位跳变。定位过程中,根据位姿滑... 详细信息

针对环境变更对自动驾驶激光雷达(LiDAR)定位产生不可预估影响的问题,提出一种基于融合地图的LiDAR定位方法。在线定位中,根据里程计的结果将激光点云融入到离线地图中,使用融合后的地图有效地解决在线定位跳变。定位过程中,根据位姿滑窗维护和离线地图格式一致的在线地图,通过求解在线地图和离线地图间的差异度,自动识别环境更新区域,协助离线地图更新。实验结果表明:算法可以有效降低环境变更导致的定位跳变,在环境出现变更时,可以及时地识别出环境的更新区域。

关键词：自动驾驶激光雷达定位里程计融合地图环境变更检测

基于激光雷达与IMU融合的农业机器人定位方法

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智慧农业（中英文） 2024年第3期6卷 94-106页

作者：刘洋冀杰潘登赵立军李明生西南大学工程技术学院重庆400715 中国汽车工程研究院股份有限公司重庆401122 重庆文理学院智能制造工程学院重庆402160

[目的/意义]精准可靠的定位技术是智能农业机器人开展自主导航作业的重要前提,而常用的全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)定位方法在农业环境中容易受到树木遮挡、电磁干扰等因素影响,因而,提出一种基于三维... 详细信息

[目的/意义]精准可靠的定位技术是智能农业机器人开展自主导航作业的重要前提,而常用的全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)定位方法在农业环境中容易受到树木遮挡、电磁干扰等因素影响,因而,提出一种基于三维激光雷达(Light Detection and Ranging,LiDAR)与惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)信息融合的农业机器人定位方法。[方法]首先,利用基于角度的聚类方法对激光雷达点云数据进行信息处理,并与三维正态分布变换(3D Normal Distribution Transform,3D-NDT)定位算法相结合,在先验点云地图信息基础上实现基于激光雷达的实时定位;其次,为了克服单传感器定位方法的局限性,利用扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)算法对激光雷达定位信息与IMU里程计信息进行融合,进一步提升农业机器人的定位精度。最后,分别在机器人操作系统(Robot Operating System,ROS)的Gazebo仿真环境中,以及真实作业场景中进行实验,验证提出的定位算法的有效性。[结果和讨论]融合定位方法在仿真环境中的纵向和横向平均定位误差分别为1.7和1.8 cm,而在实验中的纵向和横向平均定位误差分别为3.3和3.3 cm,均小于传统3D-NDT定位算法的定位误差。[结论]提出的融合定位方法能够满足农业机器人在弱GNSS环境下自主作业的定位要求,为农业机器人提供了一种新的定位方法。

关键词：农业机器人激光雷达定位点云匹配扩展卡尔曼滤波传感器融合

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基于激光雷达货车定位的成品烟智能出库解决方案

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物流技术与应用 2022年第2期27卷 117-119页

作者：傅俊杰上海卷烟厂物流二部

目前烟草行业的成品烟出库作业,仍采用人工装运方式,本文主要从激光雷达辅助自动停车、AGV地图自动切换等技术创新点出发,并结合实际的测试数据及系统应用,提出一套完全替代成品烟人工出库的智能化解决方案,可实现烟草工业领域场内物料... 详细信息

目前烟草行业的成品烟出库作业,仍采用人工装运方式,本文主要从激光雷达辅助自动停车、AGV地图自动切换等技术创新点出发,并结合实际的测试数据及系统应用,提出一套完全替代成品烟人工出库的智能化解决方案,可实现烟草工业领域场内物料搬运"最后一环节"的智能化。

关键词：激光雷达定位成品烟出库地图拼接流量

基于无人机激光雷达的铁塔自动挂取安全攀登绳装置研究

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自动化应用 2024年第2期65卷 106-108页

作者：张庆华李波俞波国网江苏省电力有限公司常州供电分公司江苏常州213003 常州润源电力建设有限公司江苏常州213003 常州常供电力设计院有限公司江苏常州213002

老旧的铁塔因过去设计缺陷无安装安全绳装置,导致工作人员在高空作业时存在很大的安全隐患。为此,提出了一种无人机自动挂取安全设备。该设备可通过控制无人机自动挂取安全固定装置,配合工作人员安装好防坠器,为作业人员高空作业提供安... 详细信息

老旧的铁塔因过去设计缺陷无安装安全绳装置,导致工作人员在高空作业时存在很大的安全隐患。为此,提出了一种无人机自动挂取安全设备。该设备可通过控制无人机自动挂取安全固定装置,配合工作人员安装好防坠器,为作业人员高空作业提供安全保障。在此基础上,为解决安全挂钩装置一体性差的问题,在无人机底部增加了激光雷达并优化了装置,同时研制了一套基于无人机激光雷达的铁塔自动挂取安全攀登绳装置。

关键词：无人机激光雷达定位安全设备自动挂取

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云控无人物流系统路侧感知定位误差分析

现代工业经济和信息化 2022年第2期12卷 22-24页

作者：刘鹏上汽通用五菱汽车股份有限公司广西汽车新四化重点实验室广西柳州545007

感知定位的准确性直接影响云控无人物流系统中路径规划、车辆控制结果。简要介绍了云控无人物流系统所使用的定位技术方案,提出了定量分析定位误差的方法,包括数据采集、数据处理和统计分析,并总结了系统中误差来源和定位精度提升方法。

关键词：路侧感知定位视觉定位激光雷达定位定位偏差定位精度提升

全方位移动泊车机器人的运动纠偏和车辆对位方法研究

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全方位移动泊车机器人的运动纠偏和车辆对位方法研究

作者：杨思琪华中科技大学

学位级别：硕士

随着经济快速增长和城镇化水平不断提高,我国汽车保有量持续攀升,核心城区寸土寸金,汽车数量激增和城市停车位稀缺的矛盾日益凸显,而使用自动泊车机器人取代人工停车取车,可显著提升停车场土地利用率,能够有效地缓解“停车难”的问题。... 详细信息

随着经济快速增长和城镇化水平不断提高,我国汽车保有量持续攀升,核心城区寸土寸金,汽车数量激增和城市停车位稀缺的矛盾日益凸显,而使用自动泊车机器人取代人工停车取车,可显著提升停车场土地利用率,能够有效地缓解“停车难”的问题。不同类型的泊车机器人中,无车台板全方位移动泊车机器人无需借助外部装置,灵活度高、机动性强,但同时技术难度更大,尤其体现在运动纠偏和车辆对位等控制技术方面。本文针对国内外泊车机器人及其运动控制方法和定位技术的研究现状进行了调研,随后确定了四轮独立驱动四轮独立转向的夹持型泊车机器人方案,并对其相关参数进行了定义,对其建立了运动学以及车辆对位场景的数学模型。针对泊车机器人运动纠偏控制,对两种简化纠偏轨迹进行了对比选择,并结合机器人的电机特性,采用电机五次曲线计算出平滑的运动纠偏轨迹;设计了轨迹跟随控制器实现闭环控制,联合Matlab和Adams对整个运动纠偏过程进行仿真。针对泊车机器人车辆对位方法,设计了双激光雷达车辆对位方案,并设计了基于改进DBSCAN和最小二乘法的激光雷达数据处理算法,采集数据对算法进行仿真验证其可行性。最后根据应用场景设计试验,在泊车机器人实验平台上完成了性能测试。对泊车机器人运动纠偏轨迹算法进行了测试,分为单初始位置偏置纠正试验和连续运动纠偏试验,验证其精度是否满足运动纠偏要求。并测试了泊车机器人车辆对位方案,得到其算法稳定性精度和准确性精度,并完成进车试验验证其可行性。试验表明,本文所提出的运动纠偏轨迹算法和车辆对位方法能够满足运动精度以及定位精度要求。

关键词：泊车机器人运动纠偏轨迹规划车辆对位激光雷达定位

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城市拥堵环境智能车辆定位方法研究与实践

城市拥堵环境智能车辆定位方法研究与实践

作者：翁理洪上海交通大学

学位级别：硕士

车辆定位是智能车辆在城市环境中自主导航的一项关键技术。城市环境具有丰富的结构特征,而激光雷达具有出色的环境建模能力,十分适合城市环境下智能车辆的高精度定位。但在拥堵的城市环境,道路中存在大量的交通车辆和人群,这些物体具有... 详细信息

车辆定位是智能车辆在城市环境中自主导航的一项关键技术。城市环境具有丰富的结构特征,而激光雷达具有出色的环境建模能力,十分适合城市环境下智能车辆的高精度定位。但在拥堵的城市环境,道路中存在大量的交通车辆和人群,这些物体具有很强的动态性,并且会产生严重的遮挡。在这种拥堵城市道路中,激光雷达定位方法受到动态干扰和严重遮挡的影响,会导致建图、定位困难。此外,在城市复杂环境中导航要求定位算法具有良好的实时性,而传统的基于点云定位的方法常存在定位实时性问题。因此,定位结果的鲁棒性和实时性,是激光雷达定位方法在城市拥堵环境中应用的两大难点。本文针对这两个问题展开研究,通过分析不同高度点云数据的特点,提出基于八叉树和基于柱状特征的智能车辆定位方法,提高拥堵城市环境下激光雷达定位的鲁棒性与实时性。对于道路周边的树木、建筑物等物体,这些物体高于交通车辆的天空部分,基本不受动态遮挡的影响。基于八叉树的智能车辆定位方法,选取天空点云用于匹配定位,保证了定位算法的鲁棒性。针对点云匹配定位的实时性问题,本文提出基于八叉树的快速ICP匹配方法。通过建立八叉树结构实现有效的空间索引,提高ICP算法中对应点的搜索效率。并且利用八叉树的分层特性,通过多分辨率匹配策略,保证匹配定位精度的同时进一步略降低计算量,提高算法实时性。本文定位实验证明,基于天空点云与八叉树ICP匹配的定位方法在复杂城市道路中具有良好的鲁棒性与实时性。道路环境中部的点云,受到动态车辆遮挡影响比较严重,需要提取稳定可靠的特征用于定位。本文选取对车辆遮挡比较鲁棒的柱状物作为定位特征,提出了基于柱状特征的智能车辆定位方法,利用道路环境中层点云中的树干、电线杆等柱状特征,进行特征地图创建与车辆定位。为快速鲁棒地从点云中提取柱状特征,本文提出基于三维栅格和基于环形扫描两种柱状特征提取方法,并使用圆形拟合建立柱状特征观测误差模型。最后提出基于柱状特征的粒子滤波算法实现智能车辆在城市拥堵环境的实时鲁棒定位。拥堵城市环境中的定位实验证明,基于柱状特征的定位方法保证了定位结果的实时性、鲁棒性与精确性,同时还大大降低了地图的数据量。

关键词：拥堵城市环境激光雷达定位鲁棒性实时性八叉树柱状特征

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变电设备智能检修系统设计与实现

电力安全技术 2021年第7期23卷 59-64页

作者：徐宝军李新海凌霞肖星刘德志尹雁和罗其锋邱天怡广东电网有限责任公司中山供电局广东中山528400

针对目前变电站内设备检修工作存在的人员技能水平参差不齐、检修计划和方案管理低效、检修作业指导书缺乏可视化指导和现场安全监管难等问题,基于增强现实技术及激光雷达定位技术提出并研发了变电设备智能检修系统。该系统综合应用生... 详细信息

针对目前变电站内设备检修工作存在的人员技能水平参差不齐、检修计划和方案管理低效、检修作业指导书缺乏可视化指导和现场安全监管难等问题,基于增强现实技术及激光雷达定位技术提出并研发了变电设备智能检修系统。该系统综合应用生产管理系统等多系统的变电设备大数据,可实现检修计划智能管理、检修方案智能编制功能,为变电设备检修策划提供了智能技术支持。该系统实现了检修预演功能、检修过程智能管控功能,有效管控检修作业过程质量和安全。该系统在500 kV文山变电站的成功应用,验证了系统的实用性及有效性。

关键词：变电设备智能检修增强现实技术激光雷达定位检修预演智能管控