陸上無人系統(tǒng)行駛空間自主導航

第１ 章 陸上無人系統(tǒng)概述…………………………………………… １

１. １　 陸上無人系統(tǒng)簡介 …………………………………………… １　

１. ２　 陸上無人系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展 …………………………………… ３　

１. ３　 陸上無人系統(tǒng)自主導航體系架構 …………………………… ９　

１. ４　 行駛空間概述 ………………………………………………… １２　

１. ５　 本書的主要內容 ……………………………………………… １４　

第２ 章 度量空間： 多傳感器標定 ………………………………… １７

２. １　 雙目相機成像與標定 ………………………………………… １７　

２. １. １　 相機模型與畸變校正……………………………………… １７　

２. １. ２　 雙目相機成像原理與標定方法 …………………………… ２４　

２. １. ３　 雙目相機標定實例………………………………………… ２６　

２. ２　 全景相機成像與標定 ………………………………………… ３５　

２. ２. １　 多項式通用相機模型……………………………………… ３５　

２. ２. ２　 全景相機系統(tǒng)空間感知模型 ……………………………… ３７　

２. ２. ３　 全景相機系統(tǒng)內參標定方法 ……………………………… ３９　

２. ２. ４　 全景相機系統(tǒng)外參標定方法 ……………………………… ４０　

２. ２. ５　 全景相機系統(tǒng)標定實例…………………………………… ４１　

２. ３　 激光雷達與相機的標定 ……………………………………… ４７　

２. ３. １　 激光雷達與相機聯(lián)合感知模型 …………………………… ４７　

２. ３. ２　 激光雷達與相機聯(lián)合標定實例 …………………………… ４９　

２. ４　 本章小結 ……………………………………………………… ５６　

第３ 章 度量空間： 全局地圖構建 ………………………………… ５７

３. １　 地圖構建技術概述 …………………………………………… ５７　

３. ２　 三維激光點云地圖構建 ……………………………………… ６０　

３. ２. １　 投影圖獲取 ……………………………………………… ６１　

３. ２. ２　 特征提取 ………………………………………………… ６２　

３. ２. ３　 幀間位姿配準 …………………………………………… ６５　

３. ２. ４　 后端位姿優(yōu)化 …………………………………………… ７０　

３. ３　 二維激光占據(jù)柵格地圖構建 ………………………………… ７６　

３. ３. １　 激光掃描信息預處理……………………………………… ７７　

３. ３. ２　 關鍵點提取 ……………………………………………… ７９　

３. ３. ３　 掃描匹配與位姿優(yōu)化……………………………………… ８１　

３. ３. ４　 柵格地圖構建及更新……………………………………… ８６　

３. ４　 稀疏特征點云地圖構建 ……………………………………… ８７　

３. ４. １　 視覺里程計 ……………………………………………… ８８　

３. ４. ２　 后端位姿優(yōu)化 …………………………………………… ９３　

３. ４. ３　 稀疏特征點云地圖構建…………………………………… ９７　

３. ５　 稠密彩色點云地圖構建 ……………………………………… ９９　

３. ５. １　 稠密視差計算 …………………………………………… １００　

３. ５. ２　 多視圖融合 ……………………………………………… １０５　

３. ６　 地空協(xié)同聯(lián)合定位與建圖 ………………………………… １１１　

３. ６. １　 系統(tǒng)框架 ………………………………………………… １１３　

３. ６. ２　 基于語義信息優(yōu)化的激光里程計 ……………………… １１４　

３. ６. ３　 基于學習的交叉視角配準算法 ………………………… １１９　

３. ６. ４　 多視角位姿優(yōu)化 ………………………………………… １２８　

３. ７　 本章小結 …………………………………………………… １３１　

第４ 章 語義空間： 圖像信息語義理解 ………………………… １３３

４. １　 像素級語義分割 …………………………………………… １３３　

４. １. １　 從全連接到全卷積 ……………………………………… １３４　

４. １. ２　 優(yōu)化算法 ………………………………………………… １４３　

４. １. ３　 像素級語義分割野外環(huán)境測試 ………………………… １４７　

４. ２　 圖像目標檢測、 定位與跟蹤 ……………………………… １５１　

４. ２. １　 目標識別算法概述 ……………………………………… １５１　

４. ２. ２　 視覺目標跟蹤 …………………………………………… １６３　

４. ３　 本章小結 …………………………………………………… １７３　

第５ 章 語義空間： 激光信息語義理解 ………………………… １７５

５. １　 激光點云目標檢測 ………………………………………… １７６　

５. １. １　 三維目標的數(shù)學表達方法和基于分類器的分類策略 …… １７６　

５. １. ２　 難點及主流方法 ………………………………………… １７８　

５. ２　 激光點云目標檢測方法設計 ……………………………… １８１　

５. ２. １　 極坐標柵格地圖構建 …………………………………… １８１　

５. ２. ２　 可通行區(qū)域提取 ………………………………………… １８３　

５. ２. ３　基于全局運動補償與混合高斯模型的

動態(tài)目標檢測算法 ……………………………………… １８５　

５. ３　 激光點云語義模型識別方法 ……………………………… １９０　

５. ３. １　 三維點云的地面點濾波 ………………………………… １９３　

５. ３. ２　 點云分割 ………………………………………………… １９６　

５. ３. ３　 訓練樣本生成 …………………………………………… ２００　

５. ３. ４　 離線語義模型訓練 ……………………………………… ２０１　

５. ３. ５　 點云塊在線識別 ………………………………………… ２１２　

５. ３. ６　 激光點云語義模型識別測試 …………………………… ２１３　

５. ４　 本章小結 …………………………………………………… ２１５　

第６ 章 行為空間： 路徑規(guī)劃 …………………………………… ２１７

６. １　 代價地圖構建 ……………………………………………… ２１８　

６. ２　 行為決策 …………………………………………………… ２１９　

６. ３　 全局路徑規(guī)劃 ……………………………………………… ２２０　

６. ３. １　 基于搜索的方法 ………………………………………… ２２２　

６. ３. ２　 基于采樣的方法 ………………………………………… ２３６　

６. ４　 局部路徑規(guī)劃 ……………………………………………… ２３８　

６. ４. １　 非結構化環(huán)境下的局部路徑規(guī)劃 ……………………… ２４０　

６. ４. ２　 結構化環(huán)境下的局部路徑規(guī)劃 ………………………… ２４２　

６. ５　 本章小結 …………………………………………………… ２４９　

第７ 章 行為空間： 運動控制 …………………………………… ２５１

７. １　 車輛模型構建 ……………………………………………… ２５１　

７. １. １　 運動學模型構建 ………………………………………… ２５１　

７. １. ２　 動力學模型構建 ………………………………………… ２５６　

７. ２　 路徑跟蹤與控制 …………………………………………… ２６２　

７. ２. １　 運動控制問題描述 ……………………………………… ２６３　

７. ２. ２　 局部參考軌跡特征分析 ………………………………… ２６４　

７. ２. ３　 控制器設計 ……………………………………………… ２６７　

７. ２. ４　 運動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定條件分析 ………………………… ２７４　

７. ３　 本章小結 …………………………………………………… ２８２　

第８ 章 行駛空間自主導航系統(tǒng)實例 …………………………… ２８３

８. １　 度量空間構建實例 ………………………………………… ２８３　

８. １. １　 測試數(shù)據(jù)來源 …………………………………………… ２８４　

８. １. ２　 稀疏點云地圖構建 ……………………………………… ２８５　

８. ２　 語義空間構建實例 ………………………………………… ２８７　

８. ２. １　 測試數(shù)據(jù)來源 …………………………………………… ２８８　

８. ２. ２　 全景語義分割實例 ……………………………………… ２８８　

８. ３　 行為空間構建實例 ………………………………………… ２８９　

８. ３. １　 多源信息融合與局部地圖構建 ………………………… ２９０　

８. ３. ２　 自主駕駛決策與規(guī)劃 …………………………………… ２９１　

８. ４　 行駛空間協(xié)同實例 ………………………………………… ２９５　

８. ４. １　 空地無人平臺協(xié)同實例 ………………………………… ２９５　

８. ４. ２　 無人車跟馳實例 ………………………………………… ２９９　

８. ５　 本章小結 …………………………………………………… ３０２　

參考文獻 …………………………………………………………… ３０５