动态环境下具有旋转和平移不变性的激光雷达点云描述子

摘要：

针对Intensity ScanContext(ISC)等激光雷达闭环检测算法中描述子易受载体旋转和平移变化干扰、不变性较弱从而导致闭环效果差的问题,提出了一种在城市动态环境下具有旋转和平移不变性的激光雷达点云描述子.首先,在点云处理部分,基于角度图像的地面点分割算法去除点云数据中的地面点,并利用基于弯曲体素聚类的动态目标剔除算法完成点云分割和动态目标的剔除.然后,基于惯性测量元件采集的四元数对点云进行坐标系变换,将所有帧点云统一至同一航向角下,以实现描述子的旋转不变性.接着,通过点云中静态目标与载体运动方向所在法平面的相对位置关系来确定描述子绘制中心,以实现描述子的平移不变性.最后,利用所提描述子进行闭环检测,并结合点云数据的空间结构对闭环检测结果进行一致性验证.在KITTI公开数据集下的实验结果表明,所提方法在城市动态环境下能够更加快速准确地实现闭环检测,相比于ISC算法,所提方法在准确率为100％时召回率提高了8.58个百分点,且平均耗时减少了12.90％.

关键词：大气光学、激光雷达、闭环检测、旋转不变性、平移不变性、惯性测量元件

所属期刊栏目：42

分类号：TP242(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金61702320

在线出版日期：2023-03-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：55-65