基于ROS的移動(dòng)機(jī)器人地圖創(chuàng)建方法與應(yīng)用研究.pdf

1、在移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域中，同時(shí)定位與地圖創(chuàng)建（SLAM，Simultaneous Localization and Mapping）為移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航及智能操作提供了可能，其中地圖創(chuàng)建是SLAM的根基，因此，地圖創(chuàng)建方法及應(yīng)用研究具有重大意義。同時(shí)，鑒于基于機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS，Robot Operating System）在代碼復(fù)用和功能擴(kuò)展方面的巨大優(yōu)勢(shì)，本文在該平臺(tái)上對(duì)機(jī)器人地圖建立方法和應(yīng)用等關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)展了分析、研究工作。
　　

2、本文圍繞地圖創(chuàng)建中環(huán)境信息獲取并表征的方法，針對(duì)激光傳感器特有射線(xiàn)模型，采用基于改進(jìn)的連續(xù)邊緣提取方法（ISEF，Improved Successive Edge Following）進(jìn)行快速分段及濾波，采用區(qū)域內(nèi)增長(zhǎng)法判定特征夾角等問(wèn)題，提高了數(shù)據(jù)預(yù)處理的有效性。
　　結(jié)合SLAM關(guān)鍵步驟，對(duì)地圖構(gòu)建中掃描匹配方法展開(kāi)研究，探討了基于點(diǎn)點(diǎn)測(cè)度的極坐標(biāo)掃描匹配、基于線(xiàn)特征的掃描匹配、基于點(diǎn)線(xiàn)的最近點(diǎn)迭代掃描匹配（PLICP，Poi

3、nt-Line Iterative Closest Point）算法，并主要分析了PLICP與 ICP相比具有閉合解，能在有限步驟內(nèi)收斂，更適用于求位姿解。
　　在相關(guān)研究基礎(chǔ)上，提出基于激光傳感器的PLICP匹配位姿估計(jì)和里程計(jì)位姿估計(jì)的融合，再與RBPF（Rao-Blackwellized Particle Filter）粒子濾波結(jié)合的SLAM方法創(chuàng)建柵格地圖。針對(duì)誤差較大的里程計(jì)讀數(shù)，利用PLICP對(duì)相鄰兩次激光掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行