MATLAB环境下车载激光雷达点云数据分析_张新敏.pdf
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1、内燃机与配件 技术创新与应用 环境下车载激光雷达点云数据分析张新敏,悦中原,段卫洁,缑庆伟(北京交通运输职业学院,北京 )摘要:人工智能、大数据等技术支撑了汽车产业的数字化转型和升级,自动驾驶技术得以发展迅速。激光雷达作为传感器具有明显的优势,能够准确的识别出障碍物具体轮廓、距离,有效探测距离也更远,对实现完全自动驾驶有着重要意义。利用 软件,对自动驾驶汽车用的 线激光雷达点云数据进行了处理,完成了点云分割,为进一步实现驾驶控制提供了基础。关键词:;激光雷达;点云中图分类号:文献标识码:文章编号:(),(,):,:;作者简介:张新敏()女,回族,山东省德州市人,硕士研究生,讲师,主要研究方向为
2、机电系统智能控制。引言现阶段,世界主要大国纷纷在人工智能领域出台国家战略,抢占人工智能时代的制高点,而我国在人工智能领域密集出台了很多的法律法规及政策,包括 新一代人工智能发展规划 国家新一代人工智能标准体系建设指南 中华人民共和国数据数据安全法,可以看出我国政府把人工智能上升到国家战略的决心。人工智能、大数据等技术支撑了汽车产业的数字化转型和升级,自动驾驶技术得以发展迅速,根据美国汽车工程师协会将自动驾驶按照车辆行驶对于系统依赖程度分为 六个级别,自动驾驶汽车 级及以下驾驶辅助系统已经量产,级在特定场景下的一些应用也逐步开发,级会率先在封闭园区中的商用车平台上实现应用落地,更广泛的乘用车平台
3、更高级别自动驾驶,需要伴随着技术、政策、基础设施建设的进一步完善,才会出现在一般道路上。自动驾驶汽车作为人工智能最有希望的落地应用场景,其发展离不开人工智能技术在汽车上的广泛应用,融合了计算机视觉、摄像头、激光雷达、毫米波雷达、车路协同、车联网、通信等多种先进技术和软硬件。未来,汽车电子系统将向着域控制器、多域控制器等集中化、软硬件解耦及平台化方向发展,汽车将会由统一的超算平台对传感器数据进行处理、融合、决策最终实现高级别的自动驾驶功能。激光雷达作为自动驾驶汽车用感知硬件,具有明显的优势,能够准确的识别出障碍物具体轮廓、距离,有效探测距离也更远,对实现完全自动驾驶有着重要意义。结合激光雷达在自
4、动驾驶汽车上的应用场景要求,利用 软件,对自动驾驶汽车用的 线激光雷达的点云数据进行了数据解析和数据可视化,完成了点云分割,为进一步实现驾驶控制提供了基础。介绍 是由美国 公司开发的一款以数值计算为主的高级编程软件,提供了各种强大的数组运算功能,是一种面向矩阵的编程语言。用户可以进行矩阵操作、绘制函数和数据、算法实现、创建用户界面等;可以用于分析数据、开发算法、建立模型和应用程序;拥有多种内置命令、工具箱函数和数据可视化工具,便于用户创建自定义绘制的图形。利用 的强大功能,根据自动驾驶汽车的实际应用场景需求进行编程将激光雷达的点云数据 进 行 了 数 据 解 析 和 数 据 可 视 化,并 完
5、 成 点 云分割。自动驾驶汽车用激光雷达介绍汽车产业快速向汽车电动化、智能化、网联化、共享化“新四化”方向转型,是技术发展、社会需求、国家战略等共同作用下的必然结果。根据新四化,汽车向网联化及智能化不断进阶,最终实现完全自动驾驶,给汽车未来的发展指明了方向。人工智能、大数据、云计算、新一代电子技术、工业互联网、自动驾驶、新型材料轻量化等支撑了汽车产业的数字化转型和升级,自动驾驶汽车蓬勃发展起来,系统在汽车上也得到了广泛的应用,这些应用离不开传感知系统的快速发展。目前汽车上应用到的传感DOI:10.19475/ki.issn1674-957x.2023.04.019 年第期器主要包括超声波雷达、
6、毫米波雷达、激光雷达、摄像头等。这些感知硬件获取环境信息后通过车算法的智能决策,包括道路识别、车辆识别、行人识别、交通标志识别、交通信号识别、驾驶员疲劳识别,完成对车辆的驾驶控制和预警,实现自动驾驶。摄像头作为目前主流的自动驾驶汽车用感知硬件,与人眼看世界相似,视觉技术可以自动分析图像并找出其中的各种事物,但其识别准确率受逆光、能见度等环境因素影响颇大,而且视觉算法需要大量的数据进行训练;毫米波雷达能在恶劣天气下工作,能判断物体的速度,对金属敏感,在自动驾驶汽车上应用广泛,但其识别精度相对较低,很难获得障碍物的具体轮廓,目前大部分的毫米波雷达无法获取高度信息,对小尺寸障碍物的识别困难,对非金属
7、障碍物的探测能力差。相比前两者,激光雷达可以准确的感知周边环境的三维信息,探测精度高,能够准确的识别出障碍物具体轮廓,识别准确率高,有效探测距离也更远。但是目前激光雷达的成本是三者中最高的,一个先进的具备高分辨率的激光雷达价格在千元以上,而更不用说高要求的车规级别的激光雷达了,其成本达到万元甚至更高。激光雷达是通过激光测距技术探测环境信息的主动传感器的统称。它利用激光束探测目标,获得数据并生成精确的环境的三维模型。激光雷达通过发射激光来测量周围事物的距离,发射的激光线束越多,感知的区域和细节就越多,而通过让反射的激光转动扫描,就可以得到环境的三维形态。目前,激光雷达的扫描方式主要包括机械式、类
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