基于局部子地圖方法的多機器人協(xié)作同時定位與建圖.pdf

1、未知環(huán)境下移動機器人的同時定位與建圖(Simultaneous Localization and Mapping-SLAM)是自主探索領(lǐng)域的核心問題，現(xiàn)已受到了廣泛關(guān)注，并涌現(xiàn)出大量的解決方法。與單機器人SLAM相比，多機器人協(xié)作完成的SLAM具有更準(zhǔn)確、更高效和更魯棒的優(yōu)勢。然而目前有關(guān)多機器人SLAM問題的研究成果相對較少。共同執(zhí)行SLAM任務(wù)的多個機器人如果一味追求擴大新增探索面積提高效率則難以利用冗余信息提高建圖準(zhǔn)確性；如果一味

2、通過冗余信息提高建圖準(zhǔn)確性則難以高效地構(gòu)建環(huán)境地圖，由此產(chǎn)生了二者的矛盾關(guān)系。并且，在現(xiàn)實環(huán)境中，尤其是大規(guī)模環(huán)境，多個機器人之間的通訊距離往往受約束，地圖共享受限，再次相遇的機器人直接融合地圖會產(chǎn)生地圖過度融合問題。
　　 本文針對多機器人同時定位與建圖中所面臨的上述問題展開研究，具體研究內(nèi)容包括：
　　 1．為了達到多個機器人既高效又準(zhǔn)確地建圖，在每個建圖階段開始，依據(jù)機器人不確定性大小判定機器人所處狀態(tài)，處于定位增

3、強狀態(tài)的機器人通過觀測曾經(jīng)被觀測過的路標(biāo)或通過其他機器人協(xié)助的方法來提高定位準(zhǔn)確性。機器人通過競爭方式獲得執(zhí)行定位增強任務(wù)的權(quán)利。除執(zhí)行定位增強機器人外，其他機器人均進入探索狀態(tài)。由此實現(xiàn)機器人間的協(xié)作建圖。為提高建圖效率，在每個建圖階段內(nèi)各機器人采用局部子地圖方法，待接收到階段終止信號后，停止建圖并將各自的局部子地圖融合到全局地圖中。
　　 2．在機器人通訊距離存在約束的情況下，多個機器人采用基于最優(yōu)控制的協(xié)作探索策略，創(chuàng)建自