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根據(jù)室內(nèi)外道路特征的不同，所采用的傳感器也不同，因此，設(shè)計(jì)不同的感知建模算法，以實(shí)現(xiàn)識(shí)別室內(nèi)外道路邊界、計(jì)算傳感器與道路的位姿關(guān)系等信息，構(gòu)造道路模型。

廊道邊界建模

在廊道場(chǎng)景下，直線障礙集合主要反映了兩側(cè)壁面情況，因此基于該先驗(yàn)信息，判斷直線段障礙物集合OL中直線段的分布情況，并將其分為機(jī)器人左側(cè)、右側(cè)集合。如圖 3.1中所示，olid-xy下的直線段中點(diǎn)位置可用于判別直線段位置，若直線段的中點(diǎn)縱坐標(biāo)大于零，則劃分為左側(cè)直線段集合，反之，則劃分為右側(cè)直線段集合。

僅有當(dāng)左、右側(cè)集合中的直線段障礙數(shù)量為正時(shí)，才進(jìn)行重組融合，計(jì)算道路邊界斜率及道路寬度，否則視為異常情況，放棄該幀數(shù)據(jù)。具體方法如下：

a.單側(cè)直線段集合斜率計(jì)算：依次選擇左（或右）側(cè)集合中的兩條直線段，并計(jì)算二者斜率差值的J對(duì)值，取差值Z小的兩條線段的均值作為左（或右）側(cè)壁面的斜率，若單側(cè)集合中僅有一條直線段，則直接取該直線段的斜率。

b.兩側(cè)直線段集合斜率計(jì)算：由于兩側(cè)壁面存在平行關(guān)系，因此將左、右側(cè)計(jì)算得到的斜率的均值作為廊道壁面的估計(jì)斜率，并使用估計(jì)斜率修正左、右側(cè)直線段，使其成為兩條平行線，作為廊道壁面識(shí)別結(jié)果，同時(shí)也用這兩條平行線段替換眾多雜亂線段，因此直線障礙集合OL簡(jiǎn)化為兩條平行線段，如圖 3.1中紅色直線段所示。

c.廊道寬度估算：上述平行的左、右側(cè)直線方程，可用于估計(jì)廊道的寬度。

針對(duì)異常情況帶來的數(shù)據(jù)波動(dòng)影響，且機(jī)器人運(yùn)動(dòng)、環(huán)境變化是連續(xù)的，因此采用滑動(dòng)窗濾波算法，提升上述計(jì)算結(jié)果的平滑度。

雷達(dá)位姿求解

如圖 3.1 所示，根據(jù)olid-xy及上述廊道邊界識(shí)別結(jié)果構(gòu)建環(huán)境地圖坐標(biāo)系olroad-xy，過點(diǎn)olid作道路中心線的垂線，交點(diǎn)是原點(diǎn)olroad，方向如圖。雷達(dá)在該環(huán)境地圖坐標(biāo)系olroad-xy的姿態(tài)角θlidar為