基于激光雷达回波强度的反光板位置拟合方法

方德浩 许 万 陈幼平 余磊涛 朱 力

1. 湖北工业大学机械工程学院，武汉，430212

2. 华中科技大学机械科学与工程学院，武汉，430074

0 引言

自动导引车(automated guided vehicle, AGV)是企业物流系统中的重要设备。AGV系统中的定位即确定AGV在给定地图环境中的全局坐标系位姿。在解决该问题时[1]，2D激光雷达因其高精度而常作为主要传感器。以激光雷达作为传感器的定位方式主要可分为基于特征的地图定位[2-3]、基于栅格的地图定位[4-5]。基于反光板的AGV定位属于特征地图定位[6]。在以反光板为地图特征的定位系统中，对反光板进行位置拟合为该定位系统的重要环节，对定位的稳定性、精度起到至关重要的作用。

反光板位置拟合主要分两个步骤：①对原始扫描数据的分割；②对分割后点集的拟合。在对原始数据进行分割的问题上，DIETMAYER等[7]提出的DIET算法通过设置两点间距离的阈值来实现原始扫描数据点的分割；ZHOU等[8]利用改进的基于点距离的分割(point-distance-based segmentation，PDBS) 法，使跨越数据头与数据尾的环境特征在分割后保持为同一特征；PREMEBIDA等[9]提出的自适应断点检测 (adaptive breakpoint detector，ABD)算法通过设置距离及角度的阈值进行数据分割；梁雄等[10]采用改进ABD算法对原ABD算法进行二次检测；BORGES 等[11]利用基于卡尔曼断点检测器进行断点检测；ZHAO等[12]利用基于预测的特征提取 (prediction-based feature extraction，PFE)，通过预测的方式进行数据分割；吴波[13]利用截断阈值法对扫描数据进行分割。对于分割后点集的拟合问题，刘之舟[14]利用回波强度重心法进行位置拟合；祖爽等[15]利用平均值法进行位置拟合；YUEN等[16]利用霍夫变换提取拟合位置；……