一種基于機器人操作系統的代價地圖自適應膨脹半徑設置方法

龔志力， 谷玉海*， 朱騰騰， 任 斌

(1.北京信息科技大學現代測控技術教育部重點實驗室， 北京 100192；2.北京航天長征飛行器研究所， 北京 100076)

移動機器人自主導航技術作為各項高新技術綜合應用的載體，在各個行業均展現了巨大的應用價值[1]。在移動機器人進行自主導航前，還需要依賴同步定位與建圖(simultaneous localization and mapping，SLAM)技術完成機器人在未知環境中的地圖構建。目前主要應用在移動機器人自主導航的地圖類型主要分為拓撲地圖[2]、柵格地圖[3]和語義地圖[4]，三種方法各有其優劣和不同的適用范圍。

其中柵格地圖易于實現建模、更新與處理，具有結構簡單、便于存儲計算等優點，是目前移動機器人自主導航中研究和應用最廣泛的地圖類型。柵格地圖把環境信息離散劃分成一系列柵格，用概率值表征該柵格位置下的障礙信息。一般情況下只含簡單的布爾信息，因此在復雜環境下尋求更優路徑有一定局限性。為改善柵格地圖的缺陷，李天成等[5]提出了一種極坐標下扇形柵格地圖的建立方法，構建了一種新型高效的工作空間。岳偉韜等[6]提出了“有義地圖率”的表征柵格地圖準確度的概念，提供了以準確度和信息量評估柵格地圖獲得最佳柵格大小方法。余文凱等[7]基于K-means聚類算法對柵格地圖進行分區并提出了量化各局部區域的復雜度的方法。張福海等[8]改善代價地圖與室內環境的匹配性，提升了地圖更新的速度。

以上研究成果均針對傳統柵格地圖建立方式進行優化，使柵格地圖能包含更多環境信息，以提高自主導航效率。……