基于局部子地圖方法的多機(jī)器人協(xié)作同時(shí)定位與建圖.pdf

1、未知環(huán)境下移動(dòng)機(jī)器人的同時(shí)定位與建圖(Simultaneous Localization and Mapping-SLAM)是自主探索領(lǐng)域的核心問題，現(xiàn)已受到了廣泛關(guān)注，并涌現(xiàn)出大量的解決方法。與單機(jī)器人SLAM相比，多機(jī)器人協(xié)作完成的SLAM具有更準(zhǔn)確、更高效和更魯棒的優(yōu)勢(shì)。然而目前有關(guān)多機(jī)器人SLAM問題的研究成果相對(duì)較少。共同執(zhí)行SLAM任務(wù)的多個(gè)機(jī)器人如果一味追求擴(kuò)大新增探索面積提高效率則難以利用冗余信息提高建圖準(zhǔn)確性；如果一味

2、通過(guò)冗余信息提高建圖準(zhǔn)確性則難以高效地構(gòu)建環(huán)境地圖，由此產(chǎn)生了二者的矛盾關(guān)系。并且，在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，尤其是大規(guī)模環(huán)境，多個(gè)機(jī)器人之間的通訊距離往往受約束，地圖共享受限，再次相遇的機(jī)器人直接融合地圖會(huì)產(chǎn)生地圖過(guò)度融合問題。
　　 本文針對(duì)多機(jī)器人同時(shí)定位與建圖中所面臨的上述問題展開研究，具體研究?jī)?nèi)容包括：
　　 1．為了達(dá)到多個(gè)機(jī)器人既高效又準(zhǔn)確地建圖，在每個(gè)建圖階段開始，依據(jù)機(jī)器人不確定性大小判定機(jī)器人所處狀態(tài)，處于定位增

3、強(qiáng)狀態(tài)的機(jī)器人通過(guò)觀測(cè)曾經(jīng)被觀測(cè)過(guò)的路標(biāo)或通過(guò)其他機(jī)器人協(xié)助的方法來(lái)提高定位準(zhǔn)確性。機(jī)器人通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)方式獲得執(zhí)行定位增強(qiáng)任務(wù)的權(quán)利。除執(zhí)行定位增強(qiáng)機(jī)器人外，其他機(jī)器人均進(jìn)入探索狀態(tài)。由此實(shí)現(xiàn)機(jī)器人間的協(xié)作建圖。為提高建圖效率，在每個(gè)建圖階段內(nèi)各機(jī)器人采用局部子地圖方法，待接收到階段終止信號(hào)后，停止建圖并將各自的局部子地圖融合到全局地圖中。
　　 2．在機(jī)器人通訊距離存在約束的情況下，多個(gè)機(jī)器人采用基于最優(yōu)控制的協(xié)作探索策略，創(chuàng)建自