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基于栅格法的井工矿多激光雷达障碍物检测
1
作者
任明阳
杨会龙
+4 位作者
李健
孙涛
白双军
王连发
贺广文
《工矿自动化》
北大核心
2025年第5期8-14,22,共8页
针对井工矿障碍物检测中因高程结构点云过滤困难和地面分割精度不足导致的误识别与漏识别问题,提出了一种基于栅格法的井工矿多激光雷达障碍物检测方法。首先,采用条件滤波进行点云的裁剪和去噪,将条件滤波后的多激光雷达点云数据进行融...
针对井工矿障碍物检测中因高程结构点云过滤困难和地面分割精度不足导致的误识别与漏识别问题,提出了一种基于栅格法的井工矿多激光雷达障碍物检测方法。首先,采用条件滤波进行点云的裁剪和去噪,将条件滤波后的多激光雷达点云数据进行融合,再进行体素降采样,完成点云预处理。其次,将预处理后的点云投影到二维栅格,依据栅格与车体的距离划分远近距离栅格,并分别计算各栅格的巷道地面高度和顶部高度特征,更新车体附近栅格和每行栅格特征,基于点云分布和前后行栅格的连续性,采用由近到远、逐行更新的策略进行全局栅格特征更新,实现对巷道地面和顶部特征的精准计算。最后,基于栅格特征进行地面分割,从非地面点云中过滤掉高程结构点云,再对剩余点云进行欧氏聚类,从中检测出障碍物。井下测试结果表明:该方法可有效过滤上下坡及点云稀疏工况中的高程结构点云;对信号箱、锥形桶、低矮支架和车辆等低矮目标检测的准确率分别为92.3%,90.9%,96.5%和100%;在不同工况巷道中,有效减少了误识别和漏识别,具有较高的障碍物检测准确率。
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关键词
井工矿障碍物检测
栅格法
多激光雷达
点云栅格化
地面分割
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职称材料
航迹先验融合特征的车载雷达实例分割算法
被引量：
1
2
作者
曾大治
郑乐
+3 位作者
曾雯雯
张鑫
黄琰
田瑞丰
《信号处理》
CSCD
北大核心
2024年第1期185-196,共12页
点云实例分割是场景感知中的基本任务。近年来,随着车载毫米波雷达分辨能力的提高,大量基于毫米波雷达散射点的实例分割方案被提出。实例分割的结果可作为跟踪的输入,跟踪得到各个实例的航迹信息,为后续的车辆决策与路径规划提供数据支...
点云实例分割是场景感知中的基本任务。近年来,随着车载毫米波雷达分辨能力的提高,大量基于毫米波雷达散射点的实例分割方案被提出。实例分割的结果可作为跟踪的输入,跟踪得到各个实例的航迹信息,为后续的车辆决策与路径规划提供数据支持。然而,面向毫米波雷达的实例分割方法仍存在以下挑战。一方面,相较于激光雷达,毫米波雷达观测下的散射点更稀疏,信息量较少。当同一实例的散射点距离较远或者多个相邻实例密集分布时,分割性能显著下降;另一方面,雷达穿透性有限,路面障碍物或交通参与者对实例造成部分遮挡时,分割算法无法对实例进行正确分割和判别。考虑到实际行车场景的时间连续性,利用交通参与者的航迹先验信息,即该参与者上一时刻和当前时刻的位置信息,可以克服上述问题。因此,本文提出了一种利用航迹先验融合上一帧散射点特征的车载雷达点云分割算法。该算法利用航迹的连续性,在相邻两帧之间计算实例和散射点的对应关系并基于上述关系完成散射点特征融合。相较于单帧,融合后的高质量特征不仅信息更丰富,不同实例间的特征差异更明显,而且能弥补由于遮挡导致的信息缺失。实验结果显示,所提算法的平均覆盖率和平均精度指标分别优于基于单帧的分割算法6.19%和4.54%。该结果表明,所提算法优于文献中其他方法,能有效解决上述分割算法存在的问题。此外,与基于单帧的分割方案在典型场景的可视化对比中,所提方法也凸显了其有效性和潜力。未来,我们将进一步挖掘轨迹先验信息,以加强特征提取,同时深入探讨分割性能与帧数之间的关系。
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关键词
车载雷达
环境感知
实例分割
深度学习
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职称材料
题名
基于栅格法的井工矿多激光雷达障碍物检测
1
作者
任明阳
杨会龙
李健
孙涛
白双军
王连发
贺广文
机构
理
工
雷科智
途
(
北京
)
科技
有限公司
中煤电气
有限公司
北京
理
工
大学信息与电子学院
出处
《工矿自动化》
北大核心
2025年第5期8-14,22,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(61972038)。
文摘
针对井工矿障碍物检测中因高程结构点云过滤困难和地面分割精度不足导致的误识别与漏识别问题,提出了一种基于栅格法的井工矿多激光雷达障碍物检测方法。首先,采用条件滤波进行点云的裁剪和去噪,将条件滤波后的多激光雷达点云数据进行融合,再进行体素降采样,完成点云预处理。其次,将预处理后的点云投影到二维栅格,依据栅格与车体的距离划分远近距离栅格,并分别计算各栅格的巷道地面高度和顶部高度特征,更新车体附近栅格和每行栅格特征,基于点云分布和前后行栅格的连续性,采用由近到远、逐行更新的策略进行全局栅格特征更新,实现对巷道地面和顶部特征的精准计算。最后,基于栅格特征进行地面分割,从非地面点云中过滤掉高程结构点云,再对剩余点云进行欧氏聚类,从中检测出障碍物。井下测试结果表明:该方法可有效过滤上下坡及点云稀疏工况中的高程结构点云;对信号箱、锥形桶、低矮支架和车辆等低矮目标检测的准确率分别为92.3%,90.9%,96.5%和100%;在不同工况巷道中,有效减少了误识别和漏识别,具有较高的障碍物检测准确率。
关键词
井工矿障碍物检测
栅格法
多激光雷达
点云栅格化
地面分割
Keywords
obstacle detection in underground mines
grid method
multi-LiDAR
point cloud gridding
ground segmentation
分类号
TD67 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
航迹先验融合特征的车载雷达实例分割算法
被引量：
1
2
作者
曾大治
郑乐
曾雯雯
张鑫
黄琰
田瑞丰
机构
北京
理
工
大学雷达技术研究院
北京
理
工
雷科电子信息技术
有限公司
北京
理
工
大学重庆创新中心
北京
理
工
睿行电子
科技
有限公司
理
工
雷科智
途
(
北京
)
科技
有限公司
出处
《信号处理》
CSCD
北大核心
2024年第1期185-196,共12页
基金
国家自然科学基金(62388102)
国家重点研发计划(2018YFE0202101,2018YFE0202102,2018YFE0202103)。
文摘
点云实例分割是场景感知中的基本任务。近年来,随着车载毫米波雷达分辨能力的提高,大量基于毫米波雷达散射点的实例分割方案被提出。实例分割的结果可作为跟踪的输入,跟踪得到各个实例的航迹信息,为后续的车辆决策与路径规划提供数据支持。然而,面向毫米波雷达的实例分割方法仍存在以下挑战。一方面,相较于激光雷达,毫米波雷达观测下的散射点更稀疏,信息量较少。当同一实例的散射点距离较远或者多个相邻实例密集分布时,分割性能显著下降;另一方面,雷达穿透性有限,路面障碍物或交通参与者对实例造成部分遮挡时,分割算法无法对实例进行正确分割和判别。考虑到实际行车场景的时间连续性,利用交通参与者的航迹先验信息,即该参与者上一时刻和当前时刻的位置信息,可以克服上述问题。因此,本文提出了一种利用航迹先验融合上一帧散射点特征的车载雷达点云分割算法。该算法利用航迹的连续性,在相邻两帧之间计算实例和散射点的对应关系并基于上述关系完成散射点特征融合。相较于单帧,融合后的高质量特征不仅信息更丰富,不同实例间的特征差异更明显,而且能弥补由于遮挡导致的信息缺失。实验结果显示,所提算法的平均覆盖率和平均精度指标分别优于基于单帧的分割算法6.19%和4.54%。该结果表明,所提算法优于文献中其他方法,能有效解决上述分割算法存在的问题。此外,与基于单帧的分割方案在典型场景的可视化对比中,所提方法也凸显了其有效性和潜力。未来,我们将进一步挖掘轨迹先验信息,以加强特征提取,同时深入探讨分割性能与帧数之间的关系。
关键词
车载雷达
环境感知
实例分割
深度学习
Keywords
automotive radar
scene perception
instance segmentation
deep learning
分类号
TN959.1 [电子电信—信号与信息处理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于栅格法的井工矿多激光雷达障碍物检测
任明阳
杨会龙
李健
孙涛
白双军
王连发
贺广文
《工矿自动化》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
航迹先验融合特征的车载雷达实例分割算法
曾大治
郑乐
曾雯雯
张鑫
黄琰
田瑞丰
《信号处理》
CSCD
北大核心
2024
1
在线阅读
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职称材料
已选择
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