基于全景环视与视觉惯性的停车场语义地图研究

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:deshan123
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着自动驾驶技术的发展,自主代客泊车作为自动驾驶技术的重要分支,逐渐受到学术和工业界的重视。建图与定位是自主代客泊车系统的重要模块,语义SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)是实现该模块的一种新颖技术,但现有的语义SLAM很难提取和跟踪地面的语义特征。考虑到室内停车场中的车位排列规则、颜色鲜明,是稳定且显著的语义特征,本文提出了一种室内停车场语义SLAM算法。该算法通过融合视觉惯性和全景环视中车位信息来生成停车场语义地图,主要的研究内容如下:1.完成了多传感器的联合标定,将前视单目相机、鱼眼相机和IMU(Inertial Measurement Unit)的数据统一到地面坐标系。校正鱼眼相机,获取鱼眼相机的内参与畸变系数,计算校正后图像到地面的转换矩阵,建立原始图像到顶视图的映射表,并对顶视图进行拼接融合,生成全景环视图;校正单目相机,并计算单目相机到地面的转换矩阵;标定IMU,获取其噪声与随机游走,并计算IMU到相机的转换矩阵。各传感器数据转换到同一坐标系下,方便计算与融合。2.选取了性能相对更好的视觉惯性SLAM算法用于车辆定位。利用视觉惯性SLAM技术融合单目相机的图像数据与IMU的运动测量数据,估算车辆位姿。选取了四种成熟的基于不同传感器的视觉SLAM算法进行对比。通过实验验证,选取绝对轨迹误差最小的ORB-SLAM3算法作为基础算法展开后续研究。3.提出了一个停车位关联模型。关联模型基于停车位检测,根据停车位的置信度和几何信息进行数据关联,建立了停车位库,存储每个停车位的信息,并优化停车位坐标。停车位检测的精度直接影响车位关联模型的准确性,选取三种基于全景环视的车位检测算法,利用室内停车场数据集验证,选取表现最好的VPSNet算法用于车位检测。4.提出了室内停车场语义SLAM算法PS-SLAM。ORB-SLAM3结合基于全景的车位检测技术VPS-Net,融合并优化视觉惯性与全景环视信息,搭建车位关联模型,可在车辆的运动过程中实时构建停车场语义地图。完成了算法的验证实验,利用线控底盘搭载鱼眼相机、单目相机与IMU在室内停车场进行测试,结果表明该算法可在车辆运动过程实时生成地图,且定位精度良好。经过研究,本文设计的停车场语义SLAM系统,解决了多传感器的数据融合问题,提出了停车位的数据关联模型,适用于室内停车场的定位与语义地图构建。
其他文献
随着物联网和无线通信技术的持续快速发展,各种智能设备和新型应用不断涌现,使得网络中的数据量呈指数级增长。一方面,云计算模式难以适应庞大的数据量传输带来的网络带宽高负荷问题,另一方面,新型应用计算密集性强、时延敏感度高,而远距离无线传输能耗大、时延高,大大降低了用户服务体验。边缘计算是有效解决上述问题的方案之一。然而,单个边缘服务器难以连续提供资源,随着接入到网络中的用户设备越来越多,运营商提出部署
CRISPR/Cas9作为第三代的基因编辑技术是目前基因操作应用中最有前途和最通用的工具,然而,最新的一些研究发现Cas9核酸酶有时会切割与靶基因相类似的基因序列,这种现象也被称之为脱靶反应。脱靶的不确定性会给被编辑的生物体带来不可预料的后果。对于计算机辅助程序而言,如果能够在生物实验之前预知脱靶反应的部位,不仅能提前做好出现不良反应的准备,也能根据预测结果筛选反应试剂,避免危险情况的发生。本文针
对电动汽车而言,准确的电池荷电状态(State of Charge,SOC)估计一直是最为重要的也是急需解决的问题。准确评估电池SOC对电池正常安全的使用极为重要,也有助于提升车载动力电池的能量利用率、降低电池使用成本、延长电池循环寿命。但电池本身具有强非线性特征,以及受到自放电、工作温度和噪声等因素的影响,电池SOC的估计精度往往难以保证。此外,准确的电池SOC估计结果还高度依赖于准确的电池最大
目标跟踪算法需要在视频序列中实时预测物体准确的位置和形态变化,由于物体自身的形变以及环境中干扰物等因素的影响,跟踪算法的鲁棒性和定位精度往往会急剧下降。建立一个高鲁棒性、高定位精度的视频目标跟踪算法仍然面临着巨大的挑战,为此本文研究了端到端统一的视频目标跟踪与分割框架以及高鲁棒性的跟踪算法,其主要工作内容如下:(1)提出高鲁棒性跟踪算法,即基于中心点搜索的无锚框孪生跟踪算法(Anchor-Free
随着大数据信息时代的到来,多媒体数据在各行各业中均呈现出了爆炸式增长的态势,蕴含着丰富的社会与经济价值。多媒体数据具有总量庞大、种类多样等特点,如何从海量数据中进行高效的跨模态检索已成为有效利用大数据资源的基础性难题。为了很好地应对多媒体数据维度高、存储开销大以及检索效率低等问题,各种跨模态哈希方法被提出并取得了良好的效果,但仍然存在一些问题有待解决,例如算法复杂度较高、忽视哈希码的离散约束、原始
煤样制样是通过粉粹、混合、缩分和干燥等步骤将煤样达到分析或测试状态,用于检测煤样质量是否达标。通过煤样制备、抓取和化验一体化,并将在线监测和故障诊断等功能引入煤样制样系统,可以加快实现煤样制样系统的智能化发展。通过实时在线监测和故障诊断,可以减少煤样制样设备的故障率,提高系统工作效率,为企业创造显著的经济效益。本文以煤样制样系统为研究对象,研究了基于卷积神经网络和D-S证据理论的故障诊断方法,并完
为实现“2030年前碳达峰、2060年前碳中和”目标,我国加快调整能源结构,大力推动可再生能源发展。其中,清洁无污染、分布广泛的风能成为可再生能源领域备受瞩目的理想能源之一。当前对于风能的使用主要是通过风电并网来实现,但由于风能的随机性和波动性较强,风电并网会对电力系统的安全与稳定运行产生无法忽视的影响。风电功率预测是解决此问题的有效方法之一,但全局模型的预测性能易受风能随机性影响,且自适应能力较
正交异性钢桥面板(Orthotropic Steel Deck,OSD)具有显著的结构性能,成功应用在世界上数千座桥梁上,但其构造复杂,应力集中显著,在车辆轮载的作用下,构造细节的疲劳开裂问题较为突出。因此,对现役OSD疲劳开裂的构造细节进行加固具有重要的工程实际意义。本文为研究碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)加固OSD纵肋-面板构造细
异步电机在工业生产过程中应用广泛,对其采取有效的节能降耗措施尤为必要。传统的恒磁通控制方式虽然保证了异步电机的快速转矩响应能力,但也造成了电机在轻载运行下的低效率问题。并且对于风机、水泵这类长时间处于轻载运行状态下的电机而言,传统恒磁通控制会造成巨大的能源浪费。因此本文针对异步电机轻载低效的问题,在现阶段国内外异步电机效率优化控制研究和应用的基础上,对如何提升异步电机运行效率的问题进行研究。首先,
以锂电池为代表的新型能源存储设备近年来取得了快速的发展,但是锂电池在使用过程中容量小、寿命短等缺陷成为了阻碍锂电池广泛发展的重要原因。锂离子电池的储电容量损失和寿命缩减与电池在充放电过程中电极内产生的应力息息相关,电池在充放电过程中锂离子会从电池电极上嵌入或者析出,由锂离子的嵌入导致电极体积发生变化而产生较大的扩散诱导应力,扩散诱导应力破坏电池电极内部结构,导致电池容量下降,电池寿命缩短。为了降低