基于曲線特征建模的移動(dòng)機(jī)器人自主導(dǎo)航算法研究.pdf

1、到目前為止，很多關(guān)于即時(shí)定位與構(gòu)建（SLAM）算法的研究都是用點(diǎn)特征作為地圖特征，即地圖是由有限個(gè)點(diǎn)組成的。采用點(diǎn)特征構(gòu)建地圖最大的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算簡(jiǎn)單直觀，并且基于點(diǎn)特征的SLAM的研究也基本成熟。隨著實(shí)際情況的需要，后來(lái)又出現(xiàn)了線特征，并已經(jīng)成功應(yīng)用在室內(nèi)環(huán)境的描述中。點(diǎn)特征和線特征可以很好的應(yīng)用在結(jié)構(gòu)化環(huán)境中，但在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中，環(huán)境往往是復(fù)雜的，形狀不規(guī)則并且沒(méi)有明顯的邊緣，不能有效地提取點(diǎn)或者線特征來(lái)描述環(huán)境。本文提出了可以應(yīng)用于非

2、結(jié)構(gòu)化環(huán)境下的環(huán)境表示方法——B樣條（也叫基本樣條）方法。
　　B樣條SLAM方法采用B樣條函數(shù)作為基函數(shù)，用一組控制點(diǎn)來(lái)表示一條樣條，用一組節(jié)點(diǎn)向量來(lái)確定樣條的位置。目前，B樣條曲線的相關(guān)理論發(fā)展成熟，各種算法及參數(shù)已經(jīng)系統(tǒng)化，如用Hartley-Judd方法確定節(jié)點(diǎn)向量的算法、Shetty和White提出的樣條曲線的延伸算法、計(jì)算B樣條曲線上點(diǎn)的德布爾算法等。利用B樣條作為特征表示環(huán)境的顯著優(yōu)點(diǎn)是B樣條特征包含了點(diǎn)和（直）線特

3、征但又不限于這兩種特征，并且對(duì)環(huán)境的要求較低?；贐樣條的SLAM主要有以下三個(gè)特點(diǎn)：第一，控制點(diǎn)是直接觀測(cè)不到的，需要從數(shù)據(jù)點(diǎn)中得到控制點(diǎn)；第二，理論上，樣條間的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)遠(yuǎn)遠(yuǎn)復(fù)雜于單個(gè)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)；第三，點(diǎn)特征是離散的，B樣條曲線是連續(xù)的，在采用B樣條作為環(huán)境表示特征的SLAM方法中，數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)之后有時(shí)需要將樣條進(jìn)行延伸，這會(huì)增加計(jì)算的復(fù)雜度。
　　本文的創(chuàng)新之處有兩點(diǎn)，第一，實(shí)現(xiàn)了智能控制點(diǎn)的選擇。本文采用動(dòng)態(tài)的節(jié)點(diǎn)向量來(lái)描