基于激光传感器的移动机器人地图创建研究.PDFVIP

第 20卷 第 3期 电子设计工程 2012年 2月 Vo1．20 No．3 ElectronicDesignEngineering Feb．2012 基于激光传感器的移动机器人地图创建研究 彭晟远 ，吴怀宇，闫 贺，时 也 (武汉科技大学 信息科学与工程学院，湖北 武汉 430081) 摘要 ：主要研究了室内自主移动机器人基于激光传感器在未知环境下的地 图创建的问题。分析 了 目前地 图创建的方 法．采用一种分层聚类的方法从原始激光测量数据中提取直线特征，并计算直线特征参数的方差矩阵，最后通过 Maflab仿真 以及在带有激光型号为lms200的MT—r机器人进行物理实验验证 了其可行性 。结果所得为机器人实时定 位和 SLAM提供 了理论依据 。 关键词 ：移动机器人 ；激光测距仪 ；特征提取 ；地 图创建 中图分类号 ：TF24 文献标识码 ：A 文章编号 ：1674—6236(2012)03一O1O3—03 Basedon laserofcreatingmobilerobot’Smaps PENGSheng—yuan，WU Huai—yu，YAN He，SHIYe (CollegeofInformationScienceandEn~neenng，Wuhna Unwem ofsceinceandTechnology，Wuhan430081，China) Abstract：Theindoorindependentmobilerobotbasedonlasersensorsinunknownenvironmentmapoftheproblemisstudied． Analysisofthecurrentcreatingmap’Smethods，usingahierarchical clusteringmethodfrom hteoriginal lasermeasurement dataextractionstraightline~ ures，andcalculationof characteristicparametersvariancelinearmatrix，ian~Uythroughhte simulationofmatlabandtheMT-rwiht lms200robot’Sphysicalexperimentspmveditsfeasibility．Theresultsforrobotreal- timelocationandSLAM providestheorybasis． Keywords：mobilerobot；laser；featureextraction；mapbuilding 地图创建是移动机器人相关技术 中的一个基本而且十 测量点的权值 。实验表明该方法具有很好的鲁棒性和实时性 。 分重要的问题 ．在移动机器人导航定位和全局路径规划等相 1 环境的表示 关领域有着广泛的应用 。为 了实现移动机器人 的 自主导航 ． 必须通过 自定位来获取及其其人在环境中的准确位姿。根据 1．1 地图的分类 先验地 图进行的移动机器人定位和导航技术得到了广泛 的 环境模型的建立通常是通过建立环境地图来实现。环境 研究 。并取得 了很好 的应用效果 ．快速地创建环境地 图是移 地图是表示环境 的一种方式，可分为栅格地 图，几何地 图，拓 动机器人 自定位、导航和路径规划 【-31问题解决的关键 。 扑地图 3种表示方法 。如 图 1所示 。 在未知环境中，如何通过传感器提取出环境和障碍物信 基于栅格的地图表示方法 (OccupancyGridMapphag)将 息。是创建地图的关键 问题 。在未知环境下地图的表示方法