無(wú)人駕駛激光點(diǎn)云ICP匹配算法及其FPGA加速
發(fā)布時(shí)間:2020-12-12 19:25
高精度車(chē)輛定位是無(wú)人駕駛核心技術(shù)之一,高精度車(chē)輛定位為無(wú)人車(chē)提供高精度的位置和姿態(tài)信息,而高精度的位姿信息是作為無(wú)人駕駛決策控制必不可少的參考信息。實(shí)時(shí)、連續(xù)、高精度、魯棒性好,適應(yīng)復(fù)雜多變場(chǎng)景的高精度定位是保證無(wú)人車(chē)輛安全行駛的前提。無(wú)人駕駛中定位技術(shù)發(fā)展至今,由單一傳感器的定位發(fā)展成為多個(gè)傳感器組合定位。采用多傳感器組合定位,利用不同傳感器的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)來(lái)滿足無(wú)人車(chē)在多變環(huán)境下實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、連續(xù)、高精度、魯棒性好的定位需求;诩す饫走_(dá)(LiDAR,Light Laser Detection and Ranging)的多傳感器組合定位方案是目前的主流定位方案之一,但在 CPU(Central Processing Unit)或 GPU(Graphics Processing Unit)計(jì)算平臺(tái)上運(yùn)行計(jì)算,功耗高、能效比低,不利于車(chē)規(guī)級(jí)應(yīng)用。針對(duì)上述問(wèn)題展開(kāi)研究,本文分析出激光點(diǎn)云匹配算法的精度和效率是影響基于LiDAR多傳感器組合定位的關(guān)鍵因素。在粗-細(xì)結(jié)合兩步法匹配中,迭代最近點(diǎn)(ICP.Iterative Closest Point)算法是整個(gè)點(diǎn)云匹配算法的瓶頸,其算法耗時(shí)長(zhǎng),是制約整...
【文章來(lái)源】:華中師范大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:72 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.3可以看到,一個(gè)k-d?tree即是將一個(gè)二維平面??逐步劃分的過(guò)程
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【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]一鍵呼叫免費(fèi)試乘 無(wú)人駕駛出租車(chē)真的來(lái)了![J]. 人民交通. 2020(05)
[2]千尋位置在鐵路勘測(cè)中的應(yīng)用研究[J]. 楊李龍,徐永明. 鐵道勘察. 2020(03)
[3]一種基于改進(jìn)自適應(yīng)卡爾曼濾波的GNSS/INS組合導(dǎo)航算法[J]. 吳曉倩,盧秀山,王勝利,王鳴鶴,柴大帥. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2020(03)
[4]一種適用于高動(dòng)態(tài)強(qiáng)干擾環(huán)境的視覺(jué)輔助微機(jī)械捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)/全球定位系統(tǒng)超緊組合導(dǎo)航系統(tǒng)[J]. 李群生,趙剡,王進(jìn)達(dá). 兵工學(xué)報(bào). 2019(11)
[5]地平線量產(chǎn)中國(guó)首款車(chē)規(guī)級(jí)AI芯片[J]. 徐泉. 計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò). 2019(18)
[6]無(wú)人駕駛汽車(chē)的發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 姜允侃. 微型電腦應(yīng)用. 2019(05)
[7]激光掃描匹配方法研究綜述[J]. 宗文鵬,李廣云,李明磊,王力,李帥鑫. 中國(guó)光學(xué). 2018(06)
[8]數(shù)字信號(hào)截位影響分析[J]. 焦慶君,解劍. 計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò). 2017(12)
[9]流水線技術(shù)在FPGA設(shè)計(jì)中的運(yùn)用[J]. 張立學(xué),尹東輝. 計(jì)算機(jī)時(shí)代. 2016(02)
[10]激光點(diǎn)云實(shí)現(xiàn)探地雷達(dá)圖像地形校正的研究[J]. 任麗麗,李家存,張迪,鐘若飛,曾凡洋. 激光與紅外. 2014(08)
博士論文
[1]城市環(huán)境下無(wú)人車(chē)自主定位關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 康俊民.長(zhǎng)安大學(xué) 2016
[2]數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的定點(diǎn)化技術(shù)研究[D]. 張林生.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[3]GNSS完好性增強(qiáng)理論與方法研究[D]. 牛飛.解放軍信息工程大學(xué) 2008
碩士論文
[1]基于激光里程計(jì)的無(wú)人駕駛汽車(chē)位姿估計(jì)研究[D]. 吳學(xué)易.長(zhǎng)安大學(xué) 2018
[2]高精度地圖的構(gòu)建及在定位和標(biāo)注中的應(yīng)用研究[D]. 周旺.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[3]基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的機(jī)載SAR成像算法研究[D]. 張璘.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
本文編號(hào):2913144
【文章來(lái)源】:華中師范大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:72 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.3可以看到,一個(gè)k-d?tree即是將一個(gè)二維平面??逐步劃分的過(guò)程
碩士學(xué)位論文??MASTER'S?THESIS??11??10?-?攀??o??7」? ̄ ̄??1????6?一??5?一????■????3?-?O??2?-?O??1?—??i_.?|?;?I?!?!?!?I?[ ̄"??X軸??123456789?10?11??圖2.3二維k-d?tree平面劃分??14??
初期細(xì)化分解各個(gè)運(yùn)算模塊從而減少錯(cuò)誤、優(yōu)化算法運(yùn)算??步驟以便于在FPGA平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。matlab是一種解釋性的高級(jí)語(yǔ)言,憑借簡(jiǎn)單、豐??富的功能模塊、龐大的用戶社區(qū)以及對(duì)并非軟件設(shè)計(jì)人員容易上手的優(yōu)勢(shì)得到了眾??多科研工作者的青睞。本次ICP算法matlab程序設(shè)計(jì),依照自頂向下的程序設(shè)計(jì)思??想來(lái)逐步細(xì)化實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊,從而完成了整個(gè)ICP算法的matlab建模,為后續(xù)的??FPGA硬件設(shè)計(jì)奠定基矗下面將從算法頂層設(shè)計(jì)到各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹。??3.1?ICP算法頂層設(shè)計(jì)??如圖3.1為整個(gè)ICP算法的matlab軟件主函數(shù)流程圖:??(開(kāi)始)??1???I???—*?7?構(gòu)造求解矩陣〔??初始化?/??????^??*???對(duì)矩陣C進(jìn)行奇異??值分解??[U.I,V]=SVD(C)??數(shù)小于最大迭代I??最小距離dist大于閾值|??|求解旋^矩陣R,??平移向量T??i?R=UVT??I?T=mem-Rmed??遍歷data中的點(diǎn)p找尋?▼??model與該點(diǎn)最近點(diǎn)q?由本次迭代得到R,T?????假?對(duì)data盡心旋轉(zhuǎn)平??移更新???*??Data=data-R+T??計(jì)篝平均最小臣離dist?I??????/輸出旋轉(zhuǎn)矩?/??/?陣R和平移?/???jr??/?向霣丁?/??計(jì)算當(dāng)前場(chǎng)景點(diǎn)云重心??^??1??mem、模型點(diǎn)云重心?^??med?,?1?v?? ̄ ̄1 ̄ ̄?C?結(jié)束)??圖3.1?1CP算法matlab流程圖??15??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]一鍵呼叫免費(fèi)試乘 無(wú)人駕駛出租車(chē)真的來(lái)了![J]. 人民交通. 2020(05)
[2]千尋位置在鐵路勘測(cè)中的應(yīng)用研究[J]. 楊李龍,徐永明. 鐵道勘察. 2020(03)
[3]一種基于改進(jìn)自適應(yīng)卡爾曼濾波的GNSS/INS組合導(dǎo)航算法[J]. 吳曉倩,盧秀山,王勝利,王鳴鶴,柴大帥. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2020(03)
[4]一種適用于高動(dòng)態(tài)強(qiáng)干擾環(huán)境的視覺(jué)輔助微機(jī)械捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)/全球定位系統(tǒng)超緊組合導(dǎo)航系統(tǒng)[J]. 李群生,趙剡,王進(jìn)達(dá). 兵工學(xué)報(bào). 2019(11)
[5]地平線量產(chǎn)中國(guó)首款車(chē)規(guī)級(jí)AI芯片[J]. 徐泉. 計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò). 2019(18)
[6]無(wú)人駕駛汽車(chē)的發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 姜允侃. 微型電腦應(yīng)用. 2019(05)
[7]激光掃描匹配方法研究綜述[J]. 宗文鵬,李廣云,李明磊,王力,李帥鑫. 中國(guó)光學(xué). 2018(06)
[8]數(shù)字信號(hào)截位影響分析[J]. 焦慶君,解劍. 計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò). 2017(12)
[9]流水線技術(shù)在FPGA設(shè)計(jì)中的運(yùn)用[J]. 張立學(xué),尹東輝. 計(jì)算機(jī)時(shí)代. 2016(02)
[10]激光點(diǎn)云實(shí)現(xiàn)探地雷達(dá)圖像地形校正的研究[J]. 任麗麗,李家存,張迪,鐘若飛,曾凡洋. 激光與紅外. 2014(08)
博士論文
[1]城市環(huán)境下無(wú)人車(chē)自主定位關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 康俊民.長(zhǎng)安大學(xué) 2016
[2]數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的定點(diǎn)化技術(shù)研究[D]. 張林生.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[3]GNSS完好性增強(qiáng)理論與方法研究[D]. 牛飛.解放軍信息工程大學(xué) 2008
碩士論文
[1]基于激光里程計(jì)的無(wú)人駕駛汽車(chē)位姿估計(jì)研究[D]. 吳學(xué)易.長(zhǎng)安大學(xué) 2018
[2]高精度地圖的構(gòu)建及在定位和標(biāo)注中的應(yīng)用研究[D]. 周旺.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[3]基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的機(jī)載SAR成像算法研究[D]. 張璘.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
本文編號(hào):2913144
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