基于3D模型的障碍物探测和定位方法_光雷达技术进行评估

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1、第4期测绘科技情报总第69期基于3D模型的障碍物探测和定位方法：光雷达技术进行评估屈小川编译摘要本文提出了一个户外障碍物探测和定位的方法，基于3D-GIS和摄影测量技术研发了一个地理3D模型。其中，研发的图像处理算法确保真实影像和虚拟影像的时空同步；通过车载摄影机可以获得外部真实影像资料，而虚拟影像资料可通过3D-GIS技术获得。GPS远程动态技术可以提供厘米级的车辆定位精度；比对真实影像（含有障碍物）和虚拟影像（不含障碍物）可以获知障碍物的信息，此外，本方法还可以根据摄影机和障碍物之间的距离计算障碍物位置。然后，我们利用2D光雷达技术（激光扫描仪）对上述结果进行评估，需要注意的是，摄影机

2、和光雷达需要在同一参考框架下才能进行结果比较。文章最后给出了实测数据的试验结果。关键词光雷达；障碍物；3D；定位；GPS；GIS对于无人驾驶汽车来说，障碍物探测技术1数据来源是个不可或缺的部分，并进而形成了多种传感器和各种障碍探测方法，主要包括雷达传感本方法是通过精确的3D模型和多种内器、激光传感器、单视觉传感器和立体视觉传置传感器(摄影机、GPS接收机和激光扫描仪)实感器或组合传感器。现的；此部分主要讨论如何组合应用这些数据。本文给出了基于地理3D模型和摄影技1.1地理3D模型和3D-GIS术的障碍物探测和定位方法。首先，利用厘米3D-GIS是一个能够整合、存储、编辑、分级的GPS远程动

3、态技术获得车辆在3D模型析、共享和显示地理参考信息的计算机系统，中的位置，而利用3D-GIS技术获得虚拟影像，可以用来处理地理3D模型中(也称3D地理并与车载摄影机获得的真实影像比对，从而探数据库、3D城市模型或3D虚拟模型)中的实测出车辆视野内的静态和动态障碍物，最后利时数据。通常来说，GIS技术可以支持交互式用3D-GIS提供的深度图像和虚拟影像来实现查询(用户搜索界面)和分析空间信息，并能够障碍物的位置定位。最后用光雷达测量技术对数据进行编辑。对试验结果进行评估。3D模型对于车辆定位和导航这些应用方本文分为以下几部分：第一部分给出了本面来说意义重大。例如，利用3D数据库和摄文采用的数

4、据来源，包括：地理3D模型和车影技术可以对行人或车辆进行定位定向。自载传感器(摄影机、GPS接收机和激光扫描仪)；从2002年以来，所有日本的主要城市都已经第二部分阐述了本文所用到的方法，即利用纳入3D数据库的范围内，并每隔6个月对数3D模型、摄影机和GPS设备来探测和定位障据库升级。法国的Bati3D工程的目标是制作碍物；第三部分给出了试验结果，并与光雷达法国主要城市的三维地图。利用激光剖面测测量结果进行比较；第四部分是总结部分。量数据、2维数字地图和航空地图自动生成3D24第4期屈小川编译：基于3D模型的障碍物探测和定位方法：光雷达技术进行评估总第69期地理模型。GIS中，设定3D模型

5、当地坐标框架下虚拟摄所采用的地理3D模型(图1)是由影机的6个自由度，从而获得位图格式的虚拟Tecnomade公司开发研制，可以达到米级的精影像(图2.a)；功能2：以二进制的形式，在文本度。Tecnomade公司的3D引擎可以制定地理中存储每个虚拟影像像素的深度值(图2.b)，虚3D模型的数据格式，用于研制用于机器人和拟摄影机和每个像素点的距离值(单位：米)用智能汽车的3D-GIS。基于3D-GIS技术开发32位的长整型来表示，像素的深度信息从显和整合了具有障碍物探测和定位功能的模块，示卡的Z缓冲中提取。更多的功能描述见参图2对两个功能进行了说明。功能1：在3D-考文献。图1南锡Stan

6、islas广场的3D影像图23D-GIS两种功能的输出形式1.2车载传感器通过比对真实场景（含有障碍物）和虚拟场景1.2.1摄影机（从3D模型中提取，不含有障碍物）可以探测将AVT公司生产的MARLINF-046C系出障碍物信息。列摄影机，根据IEEE1394的标准与公车相连，1.2.2GPS在频率为30HZ的情况下，它可以提供大小的利用Thales导航公司提供的Sagitta02接图片。与所有的视觉系统一样，摄影机也是通收机可以获得车辆的位置信息，其实时定位精过提取精确的场景几何信息进行校准，从而获得度从米级到分米级，这取决于GPS的运行系内部参数（焦点、主点和尺度因子）和变焦参数。统：

7、WAAS/EGNOS、DGPS或LRK模式，其占通过车载摄影机来获取车辆视野内的真用频率设定为10HZ。实场景信息，也就是，可能含有障碍物的场景。GPS可以为3D-GIS提供车辆的位置信25第4期测绘科技情报总第69期息。我们先将车辆的WGS84坐标转换成3D角YAW三个自由度可以通过WGS84坐标系模型中的当地坐标，然后根据3D模型中虚拟统和3D模型中当地坐标系统之间的转换获摄影机的位置信息，再利用3D-GIS就可以提