一种基于激光雷达的水面无人艇障碍物检测方法技术

本发明专利技术涉及一种基于激光雷达的水面无人艇障碍物检测方法，通过建立栅格地图；在栅格地图上处理激光雷达点云数据，将三维的点云数据转化给二维数据，进行激光雷达点云数据的快速处理；使用处理后的数据在栅格地图上进行多帧点云数据融合；使用改进的DBSCAN聚类算法对多帧点云数据融合后的点云数据进行滤波处理和聚类，实现对激光雷达点云数据的目标检测。本发明专利技术能够在复杂的海面环境下，利用激光雷达对水面障碍物进行高效实时的检测，为水面无人艇路径自主航行提供环境感知算法支持。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无人船舶控制，尤其是一种基于激光雷达的水面无人艇障碍物检测方法。

技术介绍

1、水面无人艇是一种日益被广泛应用的通用水面智能任务平台，它具有体积小、成本低、续航时间长、机动灵活、航速高、能效比高、适应恶劣环境等特点。水面无人艇在海洋环境测量、海底地形地貌测量、海洋资源开发等领域中扮演着越来越重要的角色，具有广阔的应用前景。

2、水面无人艇局部路径自主规划(避碰规划)的首要任务是检测海域中的障碍物。普通船舶通常配备光电设备(可见光、红外)和海洋雷达传感器。光电设备输出具有高刷新率和高目标分辨率的时间序列图像信息；海洋雷达输出扫描图像，探测距离长，可全天候提供导航。然而，这两种传感器都有各自的局限性，很难完全满足水面无人艇的环境传感需求。特别是在复杂水域、目标距离近、速度快的情况下，导航雷达信息更新频率慢、分辨率低、目标特征少。在码头等近岸场景中，海杂波较多，很容易漏检和丢失目标。光电设备是被动检测设备，对天气和光线变化非常敏感，光学成像的本质是三维世界的二维图像平面投影，缺乏目标距离信息和真实尺寸，难以满足障碍物检测和定位的需要。因本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于激光雷达的水面无人艇障碍物检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的水面无人艇障碍物检测方法，其特征在于：所述步骤1的具体实现方法为：以激光雷达为坐标原点，载体前进方向为X轴正方向，垂直前进方向的右手侧为Y轴正方向，根据激光雷达量程设定X轴与Y轴截断距离分别为Xturn与Yturn，栅格尺寸为gcell，输入点云P＝{Pi|Pi＝(xi,yi,zi),i＝1,2,...,N}进行XY平面投影，并进行栅格化划分，其中点云中任意点pi在栅格地图的坐标计算方法：

3.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的水面无人艇障碍物...

【技术特征摘要】

1.一种基于激光雷达的水面无人艇障碍物检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的水面无人艇障碍物检测方法，其特征在于：所述步骤1的具体实现方法为：以激光雷达为坐标原点，载体前进方向为x轴正方向，垂直前进方向的右手侧为y轴正方向，根据激光雷达量程设定x轴与y轴截断距离分别为xturn与yturn，栅格尺寸为gcell，输入点云p＝{pi|pi＝(xi,yi,zi),i＝1,2,...,n}进行xy平面投影，并进行栅格化划分，其中点云中任意点pi在栅格地图的坐标计算方法：

3.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的水面无人艇障碍物检测方法，其特征在于：所述步骤3的具体实现方法为：采用3帧点云数据进行融合，其中，3帧点云数据处理过程是在2帧点云数据融合处理的基础上再次融合1帧点云数据。

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【专利技术属性】
技术研发人员：邓丽辉，郭婷婷，范鑫，徐晓茹，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七〇七研究所，
类型：发明
国别省市：