检索结果-南通市图书馆

2018中国汽车工程学会年会

作者： MA Fangwu dAI Kai AN Jingya WANG Bo WU Liang State key laboratory of automotive simulation and control Jilin University

driverless technology has become a significant focus in the automotive *** paper proposes a perception and path planning algorithm for formula student driverless（FSd） electric *** proposed algorithm can identify traffic cones on the track and dynamically conduct real-time path *** a result,the FSd electric racecar can achieve self-driving on the track without *** of the track are obtained by the 3 d Lid AR and then analyzed through filtering and clustering algorithm in the Point Cloud Library（PCL）.More than 90%of the features are filtered out while those of the traffic cones are *** computing the coordinates of the geometric center of the traffic cones,a straight or curved path is ***,the coordinates of the points on the path are transmitted to the decision module through CAN *** Operating System（ROS） is employed to support data processing and transmission *** algorithm has been successfully implemented in the racecar with competitive results in China’s first FSd competition in *** indicates that the algorithm possesses the abilities to achieve real-time path planning on the track full of traffic cones with high recognition accuracy and strong environmental adaptability.

关键词： FSd perception path planning 3d lidar traffic cone

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design of 3d reconstruction system on quadrotor Fusing lidar and camera

Design of 3D reconstruction system on quadrotor Fusing LiDAR...

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第三十九届中国控制会议

作者： Pinjie Zhao Rui Li Yingjing Shi Liang He School of Automation Engineering University of Electronic Science and Technology of China Shanghai Aerospace Control Technology Institute

In this paper, we present our design for a system on quadrotor, which equipped with a 3d lidar and camera, to explore and reconstruct unknown environments. The pipeline of the system is composed of lidar simultaneous localization and mapping（SLAM） and real-time update dense map generation submodule, only driven by 3d lidar point clouds and image flow. By processing lidar data, we can obtain real-time pose of the quadrotor and rough surrounding geometric information. At the same time we use camera to texture the lidar points for 3d reconstruction. All data processing is completed on the onboard computer and the attitude control of quadrotor will be handled by a professional flight controller. The experimental results demonstrate the system’s ability to reconstruct environment in unknown space.

关键词： SLAM 3d reconstruction 3d lidar Quadrotor

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design of three-dimensional imaging lidar optical system for large field of view scanning

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Chinese Physics B 2022年第7期31卷 284-289页

作者： Qing-Yan Li Yu Zhang Shi-Yu Yan Bin Zhang Chun-Hui Wang National Key Laboratory of Tunable Laser Technology Harbin Institute of TechnologyHarbin 150001China Geling Institute of Artificial Intelligence and Robotics Shenzhen 518063China

Three-dimensional(3d)lidar has been widely used in various *** MEMS scanning system is one of its most important components,while the limitation of scanning angle is the main obstacle to improve the demerit for its application in various *** this paper,a folded large field of view scanning optical system is *** structure and parameters of the system are determined by theoretical derivation of ray *** optical design software Zemax is used to design the *** optimization,the final structure performs well in collimation and beam *** results show that the scan angle can be expanded from±5°to±26.5°,and finally the parallel light scanning is *** spot diagram at a distance of 100 mm from the exit surface shows that the maximum radius of the spot is 0.506 mm with a uniformly distributed *** maximum radius of the spot at 100 m is 19 cm,and the diffusion angle is less than 2 *** energy concentration in the spot range is greater than 90%with a high system energy concentration,and the parallelism is *** design overcomes the shortcoming of the small mechanical scanning angle of the MEMS lidar,and has good performance in collimation and beam *** provides a design method for large-scale application of MEMS lidar.

关键词： 3d lidar MEMS scanning system large field of view scanning Zemax

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Experimental evaluation of autonomous map-based Spot navigation in confined environments

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Biomimetic Intelligence & Robotics 2022年第1期2卷 50-58页

作者： Anton Koval Samuel Karlsson George Nikolakopoulos Robotics&AI Team Deparment of ComputerElectrical and Space Engineering.Luled University of TechunologyLuled SE-97187Sweden

In this article,we address the task of experimental evaluation of autonomous map-based navigation of a Boston dynamics Spot quadruped robot in confined environments equipped with the developed autonomy package that incorporates a 3d lidar,an IMU,and an onboard *** that,we propose an integrated software and hardware system that is considered as an enabler for robot localization and risk-aware path planning,based on the known *** system design itself is modular and incorporates the perception capabilities required for autonomous *** Spot robot first is utilized to build the offline map of the environment by utilizing the Google Cartographer simultaneous localization and mapping(SLAM)*** the next step,the online environmental information from the autonomy package sensors and the offline map are provided to the onboard computer to localize the robot on the known map by utilizing means provided by ***,the occupancy information is provided to the online grid-based path planner that generates risk-aware *** extensive experimental evaluation of the proposed system is performed in corridors and SubT environments.

关键词： Spot SubT Map-based navigation 3d lidar Autonomy package

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GNSS与lidar组合导航系统的研究

GNSS与LiDAR组合导航系统的研究

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作者：任刚长济南大学

学位级别：硕士

工业自动引导车AGV在室外环境定位导航大多使用类似磁导航的有轨引导,有轨引导的路径修改复杂、后期维护成本大;而室内定位大多使用基于二维激光雷达的同步定位与建图SLAM算法,由于二维激光雷达获取环境信息量少且周围环境变化对其定位... 详细信息

工业自动引导车AGV在室外环境定位导航大多使用类似磁导航的有轨引导,有轨引导的路径修改复杂、后期维护成本大;而室内定位大多使用基于二维激光雷达的同步定位与建图SLAM算法,由于二维激光雷达获取环境信息量少且周围环境变化对其定位精度影响较大。本文为了提高AGV在室内、室外以及室内外过渡环境中的定位导航信息的精度、稳定性以及导航信息的完备性,进行了基于差分的全球导航卫星系统GNSS的室外定位系统的开发、基于三维激光雷达的室内定位系统的开发以及对于室内室外过渡区域定位系统动态切换的组合导航的研究。在室外,由于室外作业环境复杂没有固定的环境特征,受到天气的影响,室内常用的定位方法不能稳定的全天候室外运行,为了获得稳定的定位信息,使用基于实时动态载波相位差分技术的全球导航卫星系统GNSS进行室外定位,并与惯性导航系统INS组合提高室外定位数据的刷新率和稳定性,采用STM32f407芯片开发定位数据解析模块;使用高斯投影方法将大地坐标系的经纬度转化为毫米级的平面直角坐标系坐标值,在室外的作业区域构建定位数据的局部坐标系,最后通过双天线测量方式计算获得位姿信息(x,y,θ),为移动机器人提供室外的定位导航信息。在室内,导航卫星信号比较弱,全球导航卫星系统GNSS无法解算固定解,但室内环境基本稳定,具有固定的环境特征。为了更好的利用环境特征,采用基于三维激光雷达的SLAM算法进行定位与构建点云图。首先采用激光雷达里程计的同步定位与建图LOAM算法订阅环境点云,进行特征点的提取、相邻两帧数据里程计信息的计算、实时的三维点云与堆积三维点云图的里程计信息的计算以及对两种里程计数据的插值处理,最终输出作业环境的3d点云图以及机器人的位姿信息(x,y,θ),为移动机器人提供室内的定位导航信息。在室内室外的过渡区域,为了保证AGV或者移动机器人的定位数据稳定动态切换;首先将机器人移动到室外的作业环境附近,设置作业区域的局部坐标系原点;然后将机器人移动到室内外的过渡区域,此区域两种定位系统的数据并存,将全球导航卫星系统GNSS的位姿数据输入到LOAM算法中,作为构建室内作业环境的3d点云图的起始位姿,辅助LOAM算法构建作业环境的3d点云图,对两种定位系统的坐标系进行了统一;在机器人自主导航时根据两种定位系统对此区域的环境状态的检测进行不同数据源的动态切换,为移动机器人在室内外的过渡区域提供稳定的定位导航信息。根据以上获得的定位导航数据,首先使用八叉树的octomap＿server算法构建二维栅格地图,然后采用射线地面滤波器Ray Ground Filter算法过滤三维激光产生的地面点云,最后采用move＿base导航包进行全局路径规划和局部路径规划。经实验测试室外定位数据精度为±1.5cm,航向角数据精度为±0.12°,数据刷新率100Hz;室内定位数据精度为±2.5cm,航向角数据精度为±0.1°,数据刷新率10Hz;室内外过渡区域两定位导航系统切换前后定位数据精度为±4cm,航向角数据精度为±0.5°。实验结果表明基于差分的GNSS定位系统、基于三维激光雷达的SLAM系统以及两系统组合导航的方法充分利用了环境的有效特征,提高了室内室外定位导航数据的精度和刷新率,适合作业路线分布在室内外的工业环境中应用。

关键词： GNSS 3d lidar 定位组合导航 LOAM

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农业机器人三维激光雷达导航系统研究与试验

农业机器人三维激光雷达导航系统研究与试验

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作者：朱政浙江理工大学

学位级别：硕士

以少量的土地培育更多高质量农产品的室内农业正在逐渐兴起,室内农业为无星环境,如:温室大棚、室内养殖场和果园树冠等无RTK或定位精度差的场景。针对室内农业的导航,最近逐渐成为研究热点。3d Li dAR(Light detection and Ranging)因... 详细信息

以少量的土地培育更多高质量农产品的室内农业正在逐渐兴起,室内农业为无星环境,如:温室大棚、室内养殖场和果园树冠等无RTK或定位精度差的场景。针对室内农业的导航,最近逐渐成为研究热点。3d Li dAR(Light detection and Ranging)因其鲁棒性和丰富的信息,已成为一种流行的感知传感器,并逐渐应用于机器人自主导航。3d Li dAR根据植物定位机器人,而植物会因季节变化影响自身的生长情况,因此现场测试会受季节限制。此外,环境感知和运动状态数据不能在多次测试中重复,使算法开发变得复杂。基于上述情况,本研究以无星环境(棚架葡萄园)为试验场景,提出了一种基于3d Li dAR的农业机器人导航系统的快速开发方法。在虚拟仿真环境中开发自主导航系统,对田间试验环境特征进行分析,设计适合农业机器人无星环境的导航方法,本课题的主要研究内容如下:(1)确定机器人系统的导航方案,完成农业机器人整机搭建。分析试验场地的环境特征,据棚架葡萄园呈现茎杆纤细、形状各异、稀疏种植的半结构化果园环境特征,选择合适的导航传感器、机器人系统硬件、系统软件,设计并搭建农业机器人的整体结构。以农业机器人底盘中心为导航控制点,根据农业机器人各个传感器之间的安装位置进行坐标的统一,实现机器人在颠簸路面导航过程中,出现大位姿偏差时,机器人能够实现行间精准的自主定位。(2)设计机器人定位感知方法与导航控制算法。以3d Li dAR为主要感知传感器,感知周围环境点云,针对棚架葡萄园的植株与环境特征,设计农业机器人自主导航算法,通过对三维点云的处理,得到农业机器人行驶的目标导航线,并对自主导航算法中的对欧式聚类、最小二乘等方法进行改进,提升导航精度,最后通过选用Lyapunov运动跟踪控制律,控制农业机器人运动,实现农业机器人在棚架葡萄园实现自主导航。(3)搭建虚拟仿真环境及参数调节。根据棚架葡萄园的环境特征与农业机器人的基本结构,采用Solid Works重建棚架葡萄园场景、机器人底盘以及3d Li dAR的三维模型;利用Gazebo构建机器人-Li dAR-作物统一的虚拟仿真环境,在虚拟仿真环境中进行导航系统的参数调整与验证,评估所设计导航系统方法的可靠性。(4)开展模拟试验及田间试验。应用提出的农业机器人导航开发方法,设计农业机器人自主导航系统,开展模拟试验与田间试验验证机器人导航系统的有效性,并给出导航控制精度评价。分别进行以GNSS和以示踪路径为真值的模拟试验、田间试验,结果表明,机器人直线导航过程中最大绝对误差分别为2.72 cm、3.12 cm,平均绝对误差分别为1.02 cm、1.31 cm,满足棚栽葡萄植保作业精度要求。因此,所提出的农业机器人导航仿真开发方法有效。

关键词：农业机器人无星环境导航系统 3d lidar 快速开发方法

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