2.5D激光传感器设计及室内环境特征提取算法研究

摘要

在机器人同步定位与地图构建(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)问题中,机器人一般通过激光雷达或视觉传感器来感知环境.视觉传感器受环境光照影响很大,相比之下激光传感器具有测距精度高、性能稳定的优点.为改进普通2D激光雷达数据量小、在SLAM的数据匹配过程中鲁棒性不强的问题,本文设计了一种音圈电机驱动的2.5D激光传感器.采用电机驱动2D激光雷达在竖直方向上往复运动,通过对2D激光数据和音圈电机编码器的同步实现了空间带状(2.5D)区域的激光数据采集.当移动机器人工作在半结构化的室内环境中时,可以认为从2.5D激光传感器获得的高度有限的带状点云具有与地面垂直的先验分布.本文对2.5D激光传感器采集到的激光点云进行了特征的提取,提取了空间的平面和棱线特征以及竖直方向突变的特征.