動態(tài)環(huán)境中移動機器人的時空關聯地圖構建的研究.pdf

1、移動機器人的地圖構建是實現智能移動機器人導航的關鍵，是移動機器人進行路徑規(guī)劃、環(huán)境探索、自主定位的重要基礎。傳統的地圖構建方法都是基于靜態(tài)環(huán)境的假設，然而實際應用中移動機器人的工作環(huán)境都是動態(tài)變化的，因而研究動態(tài)環(huán)境中的地圖構建對于智能移動機器人的導航具有重要的現實意義。 本論文來源于國家自然科學基金重點項目“未知環(huán)境中移動機器人導航控制的理論與方法研究”(項目號：60234030)。動態(tài)障礙的存在直接導致移動機器人的工作環(huán)境隨

2、著時間的推移而不斷變化，關聯障礙的時間屬性和空間屬性能夠更好地描述環(huán)境動態(tài)變化的特點，可以提高移動機器人構建環(huán)境地圖的精度。論文以中南大學智能所自行研制的中南移動-1號機器人(MORCS-1)為原型系統，研究了二維動態(tài)未知環(huán)境中移動機器人時空關聯地圖的構建問題，主要集中在以下三個方面： 1．提出了動態(tài)環(huán)境中基于時空關聯屬性的動靜態(tài)障礙實時檢測方法。為了快速有效地檢測動態(tài)障礙與靜態(tài)障礙，提出了一種新的障礙表示方法，關聯障礙的空間屬

3、性與時間屬性。將不同時刻環(huán)境感知傳感器的讀數統一轉換到世界坐標系中，分析障礙的時間屬性和空間屬性，就能夠識別動態(tài)障礙和靜態(tài)障礙。該方法不需要將傳感器讀數映射到柵格地圖上，節(jié)省了存儲和計算時間。 2．提出了動態(tài)環(huán)境中移動機器人時空關聯地圖的實時構建方法。針對動態(tài)環(huán)境中維持動靜態(tài)柵格地圖構建靜態(tài)一致地圖方法沒有處理定位誤差、地圖更新費時、地圖精度不高的缺點，首先改進了傳統的占用柵格地圖，引入時空關聯地圖的概念，其次采用八鄰域滾動窗口