森林环境中移动机器人自然路标提取方法技术

本发明专利技术涉及一种森林环境中移动机器人自然路标提取方法。陆标是机器人定位与导航的指示，在未知环境下不存在预先设置的陆标，需要从环境中提取自然特征作为陆标。本发明专利技术路标提取方法包括：对森林环境进行三维激光扫描、对扫描结果进行面向树干的点云分割、进行几何元素的抽取、进行树干分段的聚类与整合，并最终得到唯一代表树木的直树干作为路标。该方法提取森林环境中的树干作为自然路标，能够从杂乱复杂的森林环境中提取树干及其几何特征，用于移动机器人定位与导航。该方法解决了森林环境中机器人定位与导航的难题，能够在码盘、视觉传感器以及GPS系统难以有效提供机器人定位的非结构森林环境中提取高质量的自然特征路标。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于移动机器人定位与导航
，涉及一种森林环境中移动机器人自然路标的提取方法，适合在野外森林环境中作业的智能移动机器人或自主车使用。
技术介绍
经过多年的发展，智能自主移动机器人已在工业、农业、服务业等领域显示出了越来越广阔的应用前景。特别是在未知或危险的环境中，移动机器人可以代替人类执行探险、探测和操作等作业，这使得移动机器人在星球探测、地下探测、海洋开发、军事反恐、灾难救助、危险品处理、核环境作业等领域具有巨大的潜在价值和需求。无论移动机器人的应用环境如何，在它的运动过程中始终要解决自身的定位和导航问题。随着移动机器人研究及应用的发展，定位问题研究逐渐从结构化的建筑物环境转向非结构化室外环境，从二维平面环境转向三维立体环境，从小型简单环境转向大范围复杂环境，从静态不变的环境转向动态变化的环境。然而，室外自然环境自身复杂、不规则的特点给定位与导航带来了很大的挑战，特别是对于森林这种杂乱的大规模环境来说更是困难重重。在森林环境中，GPS信号在被茂密的枝叶和植被覆盖的区域会由于树木枝叶遮挡进而失效，在这种情形下，通过机器人自身传感器进行定位导航是解决该问题的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种森林环境中移动机器人自然路标提取方法，其特征在于该方法包括步骤：第1.?对森林环境进行三维激光扫描检测，利用树干轮廓的圆形特征将三维点云分割为扫描分段，依据空间相邻性将扫描分段组织成树干分段；第2.?从第1步得到的几何信息不充分的树干分段中提取圆模型，并根据圆心拟合出树干分段的轴线；第3.?通过分析树干分段的空间不连续类型，进行聚类和整合，根据树干分段在空间分布上的差异，将属于同一棵树干的分段整合在一起，同时去除树杈，并最终得到唯一代表树木的直树干作为路标。

【技术特征摘要】
1.一种森林环境中移动机器人自然路标提取方法，其特征在于该方法包括步骤: 第1.对森林环境进行三维激光扫描检测，利用树干轮廓的圆形特征将三维点云分割为扫描分段，依据空间相邻性将扫描分段组织成树干分段； 第2.从第I步得到的几何信息不充...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙凤池，宋萌，代晓芳，苑晶，耿达，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：