摘要：针对廊道环境的数字重构问题,设计了一种基于单线激光雷达的数字重构系统。该系统利用移动机器人搭载单线激光雷达传感器,构建三维雷达扫描系统,实现廊道环境的自动扫描和实时重构。首先进行系统的硬件搭建,其次详细介绍了系统的数字重构过程,主要包括移动机器人控制模块设计、坐标转换、数据融合等。为了解决移动机器人运动偏离的问题,在控制系统中加入模糊PID(porportion integral differential)控制算法,保证了系统数据采集的准确性。对于2D点云到3D点云的转换的问题,提出了一种里程计数据和激光雷达传感器数据融合的方法。最后进行实验测试。结果表明:该系统可以实现对一般复杂的廊道场景进行自动化采集和实时重构,不仅精度高而且重构特征明显。

摘要：为了实现无人车辆在野外等复杂环境中顺利躲避障碍物以实现独立自主行走的目的,完成了一种基于单线激光雷达的无人车避障系统软硬件设计及障碍信息实时显示界面。该系统将扫描平面区域划分为紧急避障区、避障区以及远离避障区,对障碍物信息进行编码,不同区域采取不同的控制策略。实验结果证实了这一设计的合理性,证明了该避障系统能够实现无人车独立自主行走的功能。

摘要：目前已有的多线激光雷达造价昂贵,对空间场景的三维重建时存在扫描盲区,无法以全周方式完成对空间环境的三维重建。针对这些问题,设计一种单线激光雷达与步进电机相结合的点云扫描系统,配以3D-NDT配准算法完成复杂场景的三维重建。该设计扫描范围大于16线激光雷达,而且可以仅对特定区域进行扫描,提高了空间扫描频率。采用一种配准评价算法对ICP与3D-NDT配准算法进行配准精度的评价,分析得出使用空间坐标算法得到数据类型更适用于3D-NDT算法。最后使用Delaunay三角剖分方法,对实验场景中的部分曲面进行重建,点云密度变化均匀的位置重建效果较好。

摘要：为了低成本、高效地实现自主车(ALV)可行域认知,设计了单线激光雷达倾斜扫描系统,避免水平放置造成的路面数据丢失;提出了一种基于距离与能量组合判据的可行域划分方法。筛选边缘跳变特征以及其他具有代表性的特征并将其表示出来,在求解道路特征点的同时,对环境反射能量进行特征提取,形成可行域的第二判据,实现高可靠性的边缘提取。通过实际的有阴影和障碍物的道路测试,结果表明:相比于昂贵的三维激光雷达的环境探测系统、单一判据的辨别系统,该系统可以很好地实现低成本、实时的ALV可行域认知,对道路内可行域的再划分更为准确,既减少了复杂场景的虚警、误报等不稳定现象,又实现了行道线、障碍物的可靠认知。