一种广泛适用的激光雷达数据特征提取方法

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1、第32卷第6期2010年11月机器人ROBOTVbNlO-3V2．NO．62010．，DoI：10．3724lSRJ．1218．2010．00812一种广泛适用的激光雷达数据特征提取方法李阳铭1,2,3，孟庆虎(1．中国科学院合肥智能机械研究所，安徽合肥230031；2．中同科学技术大学信息科学与技术学院自动化系，安徽合肥2300263．安徽省仿生感知与先进机器人技术重点实验室，安徽合肥230031)摘要：提出了一种新颖的、无需先验知识的、广泛适用于各种环境的激光雷达数据特征提取方法来解决同步定位与地图创建(SLAM)中的特征提取问题．这种方法

2、采用经典的图像特征提取方法——_Hs角点探测器，具体来说，是多尺度Kanade—Tomasi角点探测器，来提取特征．这种方法可以从各种尺度的测量数据中提取稳定、精确的特征点，并同时叮以得到特征点描述器和不确定性信息．文章将这种方法用在软件仿真环境及经典数据集上，包括：2维的维多利亚公数据集、英特尔研究中心数据集(IntelResearchCenterdataset)以及3维的麻省理工学院美国国防部高级研究计划局城市竞赛数据集(MITDARPAUrbanChallengedataset)．实验结果表明这种方法可以从各种环境中提取高精度、高重复十牛

3、的稳定特征．关键词：同步定位与地图创建；激光雷达；特征提取；角点探测器中图分类号：TP242文献标识码：A文章编号：1002—0446(2010)一06—0812—10AGeneral-purposeMethodtoExtractFeaturesfromLIDARDataLIYangming，，MENGMaxQ．一H．(1．InstituteofIntelligentMachines，ChineseAcademyofSciences，Hefei230031，China；2．DepartmentofAutomation，SchoolofInfor

4、mationScience＆Technology．UniversityofScienceandTechnologyofChina，Hefei230026，China；3．TheKeyLaboratoryofBiomimeticSensingandAdvancedRobotTechnology，AnhuiProvince，Hefei230031，China)Abstract：Anovel，prior—knowledgeindependentandgeneral—purposefeaturedetectorforLIDAR(1ightdetecti

5、onandranging)dataisproposedtosolvethefeaturedetectionprobleminSLAM(simultaneouslocalizationandmapping)．ThemethodadoptstheHarriscomerdetector,aclassicfeaturedetectionmethodfromtheimageprocessingliterature，speci~ically．themulti—scaleKanade—Tomasicomerdetector．tOextractfeatures

6、．Theproposedmethodiscapableofidentifyingstableandprecisefeaturesfrommeasurementsatavarietyofspatialscales，andproducesfeaturedescriptorsanduncertaintyestimatesatthesametime．Theproposedmethodisappliedtobothsimulatedenvironmentsandstandarddatasets，includingVictoriaParkandIntelR

7、esearchCenter(both2D)，andtheMITDARPAUrbanChallengedataset(3D)，andtheexperimen—talresultsstronglysupportthattheproposedmethodcanextractprecise，highlyrepeatableandstablefeaturesfromvariousenvironments．Keywords：simultaneouslocalizationandmapping(SLAM)；LIDAR(1ightdetectionandran

8、ging)；featureextraction；comerdetector1引言(Introduction)与基丁位姿的地图创建方法相比，基于特征点的