基于激光測距的機(jī)器人地圖創(chuàng)建與定位研究.pdf

1、地圖創(chuàng)建和定位是移動(dòng)機(jī)器人研究中的兩個(gè)核心問題,是其實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航的基礎(chǔ)。本文主要研究了在未知環(huán)境中,以激光測距儀為主要數(shù)據(jù)源的移動(dòng)機(jī)器人地圖創(chuàng)建與定位的問題。
　　 地圖構(gòu)建首先要解決環(huán)境信息的有效描述和融合的問題。本文在仔細(xì)研究激光測距儀URG04-Lx的測量特性的基礎(chǔ)上,采用計(jì)算反射比例的方法描述柵格中反射激光束和穿越激光束的次數(shù)信息,建立基于反射的單幀激光數(shù)據(jù)的柵格地圖以及全局反射柵格地圖。大量實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)驗(yàn)證了該方法的可行

2、性和有效性,且具有很好的準(zhǔn)確度和魯棒性。
　　 特征提取是地圖匹配和定位的參考信息。針對(duì)室內(nèi)及走廊等準(zhǔn)結(jié)構(gòu)化環(huán)境中特征提取的問題,本文提出區(qū)域分割、線段提取和直線段擬合三個(gè)步驟完成特征地圖的創(chuàng)建。采用Split-and-Merge(SAM)方法完成線段提取,采用最小二乘擬合算法擬合直線,獲取線段參數(shù)以及拐點(diǎn)信息作為環(huán)境匹配的參照信息。并采用提取的線段特征進(jìn)行機(jī)器人定位。針對(duì)柵格地圖中障礙物邊緣點(diǎn)和孤立點(diǎn),采用Sobel算子提取障