论文部分内容阅读
大型运载车平台是一种广泛用于重型设备运输的特殊装备。随着相关工程机械技术的不断进步和工程建设需求的提高,大型运载车等装备的研究开始朝着智能化的方向发展。大型运载车的自主定位技术就是其中的一个重要内容。而普遍的基于GPS,惯性组合等方法的车辆定位由于其自身的限制,并不适用于稳定性和精确性等要求较高的大型运载车定位环境,因此结合大型运载车平台特点的自主定位技术研究对大型运载设备的智能化发展有着重要意义。本文在对运载车平台结构及其定位特性分析的基础上,提出了基于激光雷达特征识别和信息融合技术的自主定位方法。本文的研究主要包含三部分内容:1.基于对LMS111激光雷达测量原理和数据特点的研究分析,应用聚类-拟合算法实现了信标特征识别。该算法的基本思想是根据激光雷达二维扫描的距离图像对原始测量数据进行聚类分组,然后分别进行线段的正交回归拟合与圆弧检测,按照一定的匹配准则进行组合信标匹配,最后进行特征识别实验对该算法的性能进行了验证。2.建立了运载车定位系统的位姿估计模型。根据运载车的定位系统工作原理分析,建立了系统的状态及观测模型。基于激光雷达预处理数据和运载车转向角反馈信息,应用扩展卡尔曼滤波器实现了多信息融合的位姿估计,通过室内模拟实验对该方法的稳定性及其对随机噪声的抑制进行了验证。3.完成了定位系统实现与整车定位实验。基于研究验证的自主定位方法,本文设计了运载车自主定位系统的结构方案,并结合实际的大型运载车平台完成了系统定位功能、人机交互、系统监控等模块的软硬件实现。最终在该系统上进行了全过程的自主定位实验,大量的实验结果表明了本文所述的自主定位技术方案的可行性和可靠性,为今后大型运载车自主定位技术的深入研究提供了一定的借鉴。