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时间:2020-03-26
《复杂环境下多机器人协作构建地图的方法.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第42卷第1期四川大学学报(工程科学版)Vol.42No.12010年1月JOURNALOFSICHUANUNIVERSITY(ENGINEERINGSCIENCEEDITION)Jan.2010文章编号:1009-3087(2010)01-0143-06复杂环境下多机器人协作构建地图的方法1,222潘薇,蔡自兴,陈白帆(1.中国科学技术信息研究所,北京100038;2.中南大学信息科学与工程学院,湖南长沙410083)摘要:针对复杂环境以及无法获知机器人位置信息的情况,提出一种多移动机
2、器人协作构建地图的新方法。该方法采用独立探索、集中建图的探索策略,对环境建立局部栅格地图并予以融合。在地图融合过程中,无需已知机器人的相对位置信息,而是以栅格地图相似度为度量标准,利用距离变换和改进的遗传算法高效、快速地搜索各局部地图之间的最大重叠部分,进而予以融合。此外,考虑到局部地图无重叠部分的情况,引入判断函数对融合结果予以度量。实验结果验证了该方法在复杂环境下的可行性和有效性。关键词:多机器人;复杂环境;地图构建;距离变换;遗传算法中图分类号:TP242.6文献标识码:AAnApproachtoCooperativeMulti-robotMapBuildinginComp
3、lexEnvironments1,222PANWei,CAIZi-xing,CHENBai-fan(1.Inst.ofScientificandTechnicalInfo.ofChina,Beijing100038,China;2.SchoolofInfo.Sci.andEng.,CentralSouthUniv.,Changsha410083,China)Abstract:Aimingatcomplexenvironmentsandthesituationwithoutanyposeinformationofrobots,anovelap-proachtomulti-robot
4、cooperativemapbuildingwaspresented.Theapproachletallrobotsoperateindividuallyandthentriedtomergethedifferentlocalgridmapsintoasingleglobalone.Withoutusinganyrelativeposeinformationofrobots,theprocessofmapmergingwasperformedbymeasuringthesimilaritybetweengridmaps.Distancetrans-formsandanimprov
5、edgeneticalgorithmwereusedtoeffectivelysearchthemaximumoverlapatwhichthelocalmapscanbejoinedtogether.Furthermore,consideringthesituationthattheremaybenooverlappedareaamonglo-calmaps,avaluefunctionwasintroducedtojudgethemergingresults.Experimentalresultsshowedthefeasibilityandeffectivenessofth
6、epresentapproachincomplexenvironments.Keywords:multi-robot;complexenvironments;mapbuilding;distancetransform;geneticalgorithm地图构建是移动机器人研究领域中的基本问题效、高精度、高容错性、高鲁棒性、可重构性、低成本与研究热点,也是移动机器人实现自主导航的关键等优点,因而更适用于实际应用中的各种复杂任务。[1]所在。近年来,基于多机器人协作的地图构建问到目前为止,国内外针对多机器人协作构建地[2]题正逐渐得到研究人员越来越多的关注。与单图的研究还不够成熟,其中
7、针对复杂环境的协作建机器人相比,使用多个机器人进行协作建图具有高图方法很少。现有方法主要是将SLAM(同时定位与建图,SimultaneousLocalizationandMapping)算法收稿日期:2009-01-08扩展到多机器人的情况中[3-4]。其缺点在于,当地基金项目:国防基础科研资助项目(A1420060159)图特征数较多时,算法的计算量较大,因而不适用于作者简介:潘薇(1980-),女,博士.研究方向:人工智能.较大规模环境、动态环境以及环境特征较模糊的情144
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