基于二維地圖蒙特卡羅定位的三維室內(nèi)地圖構(gòu)建.pdf

1、移動(dòng)機(jī)器人同步定位與地圖構(gòu)建（Simultaneous Localization and Mapping,SLAM）是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自主導(dǎo)航的關(guān)鍵技術(shù)之一。使用SLAM技術(shù)構(gòu)建的二維地圖已經(jīng)在移動(dòng)機(jī)器人自動(dòng)導(dǎo)航中得到廣泛的使用。機(jī)器人活動(dòng)能力的不斷增強(qiáng)和室內(nèi)環(huán)境的日益復(fù)雜，使得機(jī)器人必須考慮環(huán)境的三維信息，三維地圖無(wú)疑更接近于現(xiàn)實(shí)生活場(chǎng)景，機(jī)器人可以根據(jù)三維地圖信息決定其移動(dòng)策略，更好的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)航。
　　隨著圖像處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)視覺(jué)

2、技術(shù)的發(fā)展，基于視覺(jué)定位的SLAM近幾年開(kāi)始廣泛的應(yīng)用于移動(dòng)機(jī)器人三維室內(nèi)地圖構(gòu)建中，然而視覺(jué)定位的實(shí)時(shí)性較差，同時(shí)在一些特征較少且高度對(duì)稱(chēng)的環(huán)境中，例如走廊，視覺(jué)定位會(huì)產(chǎn)生特征匹配失誤，特征匹配失誤會(huì)造成累積誤差，累積誤差導(dǎo)致機(jī)器人錯(cuò)誤的定位，錯(cuò)誤的定位會(huì)影響所構(gòu)建三維地圖的質(zhì)量。二維地圖下基于激光雷達(dá)的蒙特卡羅定位（Monte Carlo localization,MCL）有更高的定位精度，因此本文提出利用二維地圖下基于激光雷達(dá)的蒙

3、特卡羅定位來(lái)解決三維地圖構(gòu)建中的定位問(wèn)題，同時(shí)利用Kinect傳感器采集周?chē)沫h(huán)境信息來(lái)構(gòu)建局部三維地圖，通過(guò)二維地圖下的定位我們能得到不同時(shí)刻機(jī)器人的位姿，之后求解出這些位姿間的轉(zhuǎn)換矩陣，使用這些轉(zhuǎn)換矩陣對(duì)局部三維地圖進(jìn)行拼接，最后得到全局三維地圖。為了驗(yàn)證所提方法的性能，我們?cè)跈C(jī)器人TurtleBot2和自制機(jī)器人上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建了三維室內(nèi)走廊地圖。同時(shí)在相同走廊場(chǎng)景下，使用2014年提出的RGB-D SLAM構(gòu)建了三維地圖，并與