基于激光雷达的室内探测系统

项目完成内容：
1、采用激光雷达进行二维地图的建立和定位；
2、根据基于激光雷达的室内SLAM技术的框架建立系统的概率模型、观测模型以及地图模型；
3、从激光雷达数据中提取线段特征，并用于构建增量式地图以实时更新地图与定位。

关键技术：
①数据采集模块
本项目数据采集模块采用了激光三角测距技术，配合高速的视觉采集处理机构，可进行每秒高达 8000 次以上的测距动作，每次测距过程中，激光雷达将发射经过调制的红外激光信号，该激光信号在照射到目标物体后产生的反光将被激光雷达的视觉采集系统接受。经过嵌入在激光雷达内部的DSP处理器实时解算，被照射到的目标物体与激光雷达的距离值以及当在电机机构的驱动下激光雷达的测距核心将进行顺时针旋转，达到对360度全方位环境的扫描测距检测，从而实现数据采集功能。

②旋转台模块
通过闭环控制实现测距传感器的扫描，以获得一个平面内所有扫描物体的距离信息。该模块需提供均匀的旋转速度并且能输出当前旋转角度。通过编码盘进行速度测量，把速度值通过光电传感器检测并通过比较器与给定速度值进行比较，得到偏差值反馈到控制器。控制器微调电机供电电压控制旋转机构的转速，如此循环，使偏差值趋近于零，从而使旋转机构获取均匀的旋转速度，实现闭环控制。

③slam算法
slam算法中使用hector_mapping节点来学习环境图，并同时以激光扫描仪的帧速率估算激光雷达平台的2D姿态。我们在odom和base_link之间使用框架base_footprint表示激光雷达平台的2D姿势（位置和方向）。用2D网格的方式，將Laser scanner的值透过tf library转换成xy坐标。Pm为sensor位置，其余点为暂存走过的格点。estimate估计障碍物可能的位置并且描绘，重复扫描用bilinear filtering方式不断修正地图。

效果：
在室内环境下，激光雷达探测设备实现了即时测量定位与地图实时创建功能。

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