使用激光傳感器基于L模型算法的車輛軌跡跟蹤

（L-Shape Model Switching-Based Precise Motion Tracking of Moving Vehicles Using Laser Scanners）

移動(dòng)物體的檢測(cè)和跟蹤是自動(dòng)駕駛汽車最重要的功能之一。為了精確地估計(jì)移動(dòng)物體的動(dòng)態(tài)信息，激光掃描儀數(shù)據(jù)被廣泛用做其高度精確的距離數(shù)據(jù)。但是，這些數(shù)據(jù)由于檢測(cè)物體的外觀變化，會(huì)產(chǎn)生預(yù)計(jì)動(dòng)態(tài)狀態(tài)的意外跟蹤誤差。本文為了最大限度地減少由外觀變化引起的跟蹤誤差，提出了一種基于L形模型切換的跟蹤算法。所提出的算法在實(shí)際交通實(shí)驗(yàn)中被驗(yàn)證，包括使用激光傳感器，精確的GPS測(cè)量位置，速度和航向角誤差的驗(yàn)證。

激光傳感器產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)是一組代表障礙物距離的點(diǎn)。為了將這些點(diǎn)轉(zhuǎn)換成有意義的信息，這些點(diǎn)被聚類并抽象為L(zhǎng)形特征。然而，駕駛環(huán)境中的聚集點(diǎn)云具有各種形狀。所提出的方法主要針對(duì)車輛進(jìn)行檢測(cè)和跟蹤。由于大多數(shù)車輛是箱形的，所以L形特征對(duì)于表示具有簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的車輛是有效的。從非L形點(diǎn)云中提取L形特征的關(guān)鍵問題是定位誤差。方向難以從圓形物體中提取，物體缺乏方位。對(duì)于車輛來說，由于保險(xiǎn)杠是彎曲的，點(diǎn)云通常是U形的。這個(gè)彎曲的保險(xiǎn)杠可以安裝一個(gè)方向誤差傳感器，大部分在10度以內(nèi)。這種定位誤差水平可以通過L形跟蹤算法來抑制。

L形跟蹤算法使用最近鄰數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的卡爾曼濾波器來估計(jì)軌跡的動(dòng)態(tài)和形狀狀態(tài)。為了精確估計(jì)軌跡的動(dòng)態(tài)狀態(tài)，L形跟蹤器不僅采用動(dòng)態(tài)模型，而且采用形狀模型。該跟蹤算法還包括根據(jù)外觀變化來補(bǔ)償角點(diǎn)切換的L形模型。

結(jié)果表明，L形跟蹤算法成功地減輕了外觀變化的影響，提高了估計(jì)性能。