室內(nèi)環(huán)境下多機(jī)器人協(xié)作建圖方法的研究.pdf

1、環(huán)境建模是移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航領(lǐng)域中的一個(gè)重要課題，多機(jī)器人協(xié)作也是近幾年興起的一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的課題。在單機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)日益完善的前提下，用多個(gè)機(jī)器人協(xié)作來(lái)完成一項(xiàng)任務(wù)能使工作效率大大提高。本論文主要致力于多機(jī)器人協(xié)作地圖創(chuàng)建的研究。 本論文從多次實(shí)驗(yàn)中得到聲納信息點(diǎn)的分布特點(diǎn)，分析了聲納信息弧的誤差結(jié)構(gòu)。并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了基于聲納信息點(diǎn)的特征提取方法和協(xié)作建圖策略?？傮w上說(shuō)，本文的創(chuàng)新點(diǎn)有以下兩點(diǎn)： 1、單機(jī)器人室內(nèi)地圖構(gòu)建

2、中，主要針對(duì)聲納傳感器精確度低，噪聲點(diǎn)多的特點(diǎn)分別設(shè)計(jì)了直線特征以及點(diǎn)特征的提取方案。提出了一種聲納分組策略，有效避免了直線特征提取中由于聲納噪聲而造成的數(shù)據(jù)點(diǎn)聚類精度不高的問(wèn)題。點(diǎn)特征提取采用改進(jìn)的TBF算法，提出一種新的點(diǎn)特征更新準(zhǔn)則代替原有的滾動(dòng)表格，避免了特征的遺漏。同時(shí)根據(jù)聲納弧在邊沿和拐角處反射的特點(diǎn)提出了求兩弧交點(diǎn)的條件和判斷兩弧反射于同一物體的條件，有效濾除了墻面上的數(shù)據(jù)點(diǎn)。 2、提出一種適合于幾何地圖構(gòu)建的多機(jī)

3、器人協(xié)作建圖方法——三角形動(dòng)態(tài)分區(qū)法。算法分為機(jī)器人行為設(shè)計(jì)、子區(qū)域?qū)傩栽O(shè)計(jì)、全局地圖的更新、分區(qū)算法、任務(wù)分配算法等幾部分。屬性值的設(shè)置使機(jī)器人的行為規(guī)劃更為便利。任務(wù)分配算法中提出了代價(jià)函數(shù)和收益函數(shù)的計(jì)算方法，不但考慮了機(jī)器人和目標(biāo)之間的相對(duì)位置因素，且考慮到已分配機(jī)器人目標(biāo)對(duì)對(duì)剩余的目標(biāo)點(diǎn)收益的影響因素。實(shí)驗(yàn)中利用已確定的分配方案循環(huán)計(jì)算下一組機(jī)器人目標(biāo)對(duì)以得到最優(yōu)分配方案。仿真實(shí)驗(yàn)證明該方法的有效性，它為復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境下多機(jī)器