挪动机器人地图创立研究.docx

《挪动机器人地图创立研究.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《挪动机器人地图创立研究.docx（5页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、挪动机器人地图创立研究中国传动网导语：本文采用激光传感器获取室内环境信息，探究了室内环境直线特征提取的方法，提出了一种基于点跟直线特征结合的地图创立的方法。1引言地图创立是挪动机器人一个根本而且特别重要的技术，它是挪动机器人在未知环境中导航定位及途径规划等技术的根底1。对于挪动机器人地图创立这个问题我们可以这样理解：从任意时刻，任意位置开场，一个挪动机器人应该可以通过所带的传感器探究环境，获取相关的环境信息，进而构建适宜的地图2。目前挪动机器人常用的地图表示方法有二种，一是占据网格法，用每一个网格被占据的概率值来表示环境信息，但网格地图的准确度不高3。二是基于几何的表示方法，利用线段、弧线来表

2、示环境信息。几何地图信息存储量小，可以直接应用在挪动机器人的导航和途径规划上4。目前国内外普遍用采的超声波、红外等传感器进展挪动机器人的导航研究，他们普遍存在精度低的问题。激光传感器与他们相比就具有获取数据的速度快，精度高的优点5。本文通过激光传感器收集的室内环境的特定平面环境信息，将信息中的数据点利用最小二乘法分段拟合成直线，通过计算间隔方差对拟合出来的直线进展滤波得到有效线段，将有效线段合并以几何信息表示出来，得到当前的部分地图。在将每帧得到的部分地图互相匹配，获得全局地图。2未知环境地图创立环境地图的创立分为两种，环境部分地图创立及全局地图创立。2.1部分地图创立图2部分坐标系与全局坐标

3、系的关系图2.3全局地图创立选取第一帧部分地图作为当前的全局地图，在完成当前帧的直线特征提取后即完成部分地图创立，将得到的部分地图与当前的全局地图相匹配，得到他们之间线段的关系，进而得到他们之间相关的特征点。然后通过特征点计算部分地图与全局地图的偏移矩阵，将部分地图交融到全局地图中，更新全局地图。3实验结果及分析本实验采用激光传感器，它的测距范围为0.02m-4m，扫描角度范围240，频率100ms，角分辨率0.35。通过对激光数据处理，提取直线特征，将最小二乘法拟合的直线合并，再根据点和直线特征结合的匹配方法对部分地图和全局地图进展匹配，得到全局地图。生成的部分地图和全局地图如图3-4所示。

4、 (1) (2) (3)部分地图 (4)全局地图本算法在最小二乘法拟合直线的经过中，将所有的数据点按很小的间隔分成n簇点集，分别对每簇点集拟合直线，舍弃偏向较大的直线。对于近似平行的直线，将它们合并，重新提取直线特征。通过这种方法，可以有效地抑制噪声对部分地图创立的影响。在匹配的经过中，通过求取偏移矩阵，将部分地图由机器人的车体坐标系转换到全局坐标系中，这种方法与单纯的依靠直线特征匹配的方法相比拟，可以更好的减小在匹配经过中造成的误差。实验证明本算法具有精度高，复杂程度低，实时性高等优点，合适构造简单的室内环境。4结论地图创立是挪动机器人在未知环境中实现自主导航的先决条件。本文提出一种通过最小二乘法拟合直线，采用点跟直线特征结合的匹配方法创立全局地图的算法，研究结果证明，本算法可以很好的完成只有直线特征的简单室内环境的地图创立工作。