采用三维激光雷达技术构建的无人船障碍物自适应栅格表达方案。

简介：
针对无人船（USV）在海上进行近距离实时避碰检测的迫切需求，我们提出了一种创新的方法，该方法基于三维激光雷达技术，并采用了一种USV障碍物自适应栅格表达策略。具体而言，该方法首先分析了USV周围环境障碍物的激光雷达点云分布情况，进而建立起障碍物密集度和障碍物表达所需时间与栅格地图分辨率之间的一系列函数关系。随后，系统能够根据这些关系，自动确定并设定一个合适的地图分辨率，从而构建出相应的栅格地图。为了进一步提升效率，该方法对原始的三维激光雷达点云数据进行了降维处理，并将这些点云数据投影到构建好的栅格地图上，有效地减少了数据量，显著提高了障碍物检测的速度和精度。为了验证所提出方法的有效性，我们开展了多项实验，收集了三种不同障碍物场景下的激光雷达点云数据。实验结果表明：环境中的障碍物数量越多，所需要的期望栅格地图分辨率就越高，从而实现对障碍物的更精细化表达；相反地，当障碍物数量较少时，所需的栅格地图分辨率则相对较低，能够以更快的速度进行障碍物表达。总而言之，所建立的方法能够为后续的USV局部避避障路径规划研究提供坚实的技术支持和基础。