论文摘要
本文主要研究了在室内环境下移动机器人基十激光扫描数据的地图创建问题。移动机器人利用激光测距仪对室内环境进行扫描，获取激光扫描数据点集。地图创建过程分为对激光扫描数据点集进行预处理和激光数据点集匹配两大步骤，通过循环执行，完成地图的创建。首先，针对激光数据点集预处理过程中对十精度和实时性的要求，本文采用基十数据点间的欧式距离进行区域分割，采用动态闽值的Line-Tracking直线提取算法进行直线提取，减小了噪声对直线提取的影响，避免了固定闽值选取不当Ifu造成的直线提取精度较差和直线提取不完整的情况。其次，针对迭代算法中存在的计算量过大，匹配效率低下的问题，本文将激光数据点集的匹配分为粗匹配、精匹配两个阶段。粗匹配阶段和精匹配阶段分别采用点一点非迭代匹配算法和ICP精匹配算法，并目‘对相应的算法进行了改进。结合两种算法完成对激光数据点集的匹配，提高了算法的可控性和匹配速度。粗匹配阶段，采用改进的非迭代点一点匹配算法，利用提取出的线段端点作为对应点对进行匹配，在保证匹配精度的前提下，有效地提高了匹配的速度。精匹配阶段，采用改进的工CP算法。首先，根据粗匹配求出的变换参数求取两幅数据点集的公共区域，减少了对应点搜索的自目性，提高了对应点的搜索速度。其次，对工CP算法进行了改进，先对提取出的直线段进行匹配，再在对应线段对中搜索对应点对，提高了匹配速度，迭代求取变换参数过程中采用分步迭代的方法，使迭代过程具有较高的可控性和鲁棒性。最后，介绍了NuBot救援机器人的机械结构以及控制系统，根据提出的基十激光扫描数据的地图创建方法，利用本实验室开发的移动机器人在室内标准救援环境中进行地图的创建，实验结果表明，本文提出的算法能够有效地完成环境中二维地图的创建。