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室内移动机器人激光点云2D墙线检测实验

2024-06-12分类号:TP242;TN958.98

【作者】赵师兵   张志明   康琦   张军旗
【部门】同济大学电子与信息工程学院  
【摘要】快速、准确地识别墙线环境元素是室内移动机器人导航功能的重要基础。该文针对传统霍夫变换方法易丢失信息和产生过多冗余线段问题,提出一种基于激光雷达点云数据空间特性的2D墙线直接提取算法。首先通过点云直通滤波技术去除原始三维点云数据中的地面点云干扰;然后将清洗后的点云投影到二维地平面上,转化为二值化图像后进行直线检测;再利用自定义的直线滤波增强算法,在减少冗余线段的同时保留更多有效墙线信息,从而快速生成更为吻合的建筑物墙线模型。仿真实验结果表明,新算法在不同复杂度场景下提取的线段数量整体平均降低50.8%,且处理时间小于100 ms,满足移动机器人导航过程中实时环境识别需求。该实验适合用作高校教学实验,有助于学生将理论知识与实践操作相结合,深入理解室内地图构建与环境感知技术。
【关键词】室内移动机器人  激光点云处理  墙线检测  实时环境识别  教学实验
【基金】上海市教育委员会科研创新计划(202101070007E00098);; 2022年度学科交叉联合攻关项目:上海市级科技重大专项“人工智能基础理论与关键核心技术”(2021SHZDZX0100);; 中央高校基本科研业务费专项资金资助(2990141301/008);; 教育部产学合作协同育人项目(220602518253743,202102278020);; 同济大学第十八期实验教学改革专项基金项目(0800104321)
【所属期刊栏目】实验技术与管理
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