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    無(wú)路標(biāo)環(huán)境下遙操作機(jī)器人SLAM系統(tǒng)

    2010-06-21 06:44:24曹衛(wèi)華吳凈斌
    智能系統(tǒng)學(xué)報(bào) 2010年3期
    關(guān)鍵詞:監(jiān)視系統(tǒng)繪圖障礙物

    曹衛(wèi)華,吳凈斌,吳 敏,陳 鑫

    自K.Goldbergz在Mercury Project中提出基于Internet的網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人后[1],隨著網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的發(fā)展,結(jié)合無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計(jì)具有本地自主的探索移動(dòng)機(jī)器人具有非常重要的意義,其在軍事、安防、家政等領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景.

    對(duì)于探索機(jī)器人而言,SLAM(simultaneous localization and mapping)是一項(xiàng)非常重要的功能[2-5].目前多位學(xué)者提出一些SLAM算法,將其應(yīng)用于探索機(jī)器人中,其中基于EKF(extended Kalman filter)的 SLAM 算法[4,6-8]、基于EM(expectation maximization)的SLAM算法[9-14]、基于粒子濾波器的FastSLAM算法[15-16]成為SLAM研究的主流方向.這些算法都有較大的計(jì)算量且復(fù)雜的優(yōu)化過(guò)程,對(duì)機(jī)器人的控制器要求高,這對(duì)于目前以嵌入式系統(tǒng)為控制器的機(jī)器人而言就顯得過(guò)于復(fù)雜.

    實(shí)時(shí)定位是SLAM的基礎(chǔ),室內(nèi)環(huán)境下可使用里程計(jì)結(jié)合電子羅盤(pán)或人為設(shè)定路標(biāo)的方式.在有路標(biāo)條件下的定位研究已經(jīng)取得了很多成功實(shí)例[17-18],但在未知環(huán)境中設(shè)置路標(biāo)不具有實(shí)用性.一些學(xué)者提出,在未知環(huán)境下,從機(jī)器人攜帶的激光測(cè)距數(shù)據(jù)中提取直線(xiàn)段信息或直線(xiàn)段之間的交點(diǎn),將其作為路標(biāo)[19-20];但其尋找路標(biāo)過(guò)程卻增加了SLAM算法的復(fù)雜度,同時(shí)也增加了控制器的負(fù)擔(dān),不適宜應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng).

    針對(duì)SLAM算法的復(fù)雜性和實(shí)時(shí)性問(wèn)題,設(shè)計(jì)了多控制器協(xié)作及多傳感器信息融合的移動(dòng)機(jī)器人硬件結(jié)構(gòu),開(kāi)發(fā)了快速地圖構(gòu)建及探索方法.該方法包括:多傳感器信息融合的實(shí)時(shí)定位及路徑規(guī)劃和基于網(wǎng)絡(luò)地圖構(gòu)建方法.基于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的未知環(huán)境下探索機(jī)器人系統(tǒng)可分為移動(dòng)機(jī)器人子系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)機(jī)器人)和機(jī)器人遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)視子系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)監(jiān)視系統(tǒng))2個(gè)部分.遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)者通過(guò)Web登錄機(jī)器人系統(tǒng),并下載機(jī)器人上的Java Applet監(jiān)視系統(tǒng)的操作界面程序,對(duì)機(jī)器人進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn).

    1 機(jī)器人SLAM和路徑規(guī)劃

    未知環(huán)境下探索機(jī)器人在實(shí)現(xiàn)SLAM過(guò)程中,需要經(jīng)過(guò)實(shí)時(shí)定位、局部路徑規(guī)劃、地圖繪制3個(gè)階段.機(jī)器人通過(guò)基于里程計(jì)和電子羅盤(pán)的實(shí)時(shí)定位方式,獲得當(dāng)前機(jī)器人的實(shí)時(shí)坐標(biāo).機(jī)器人基于當(dāng)前坐標(biāo)與預(yù)設(shè)定的目標(biāo)點(diǎn),通過(guò)多傳感器信息融合技術(shù)完成實(shí)時(shí)路徑規(guī)劃,并引導(dǎo)機(jī)器人向目標(biāo)點(diǎn)移動(dòng).同時(shí)將所獲得的環(huán)境信息,通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的方式傳輸給監(jiān)視系統(tǒng)完成地圖繪制.

    1.1 實(shí)時(shí)定位

    在常規(guī)的機(jī)器人控制中,機(jī)器人往往需要以機(jī)器人的朝向角為X軸建立局部坐標(biāo)系,機(jī)器人在進(jìn)行局部到全局坐標(biāo)系變換時(shí)需要建立位姿轉(zhuǎn)換矩陣.本文機(jī)器人通過(guò)電子羅盤(pán),可以自身維持一個(gè)不變方向的局部坐標(biāo)系,實(shí)現(xiàn)局部坐標(biāo)系與全局坐標(biāo)系朝向保持一致.這樣簡(jiǎn)化了坐標(biāo)變換過(guò)程,計(jì)算量也相對(duì)減少,有利于將有限的控制器資源合理利用.

    機(jī)器人采用里程計(jì)結(jié)合電子羅盤(pán)信息的定位方式.其定位過(guò)程如下:機(jī)器人得到目標(biāo)點(diǎn)后,以自身為原點(diǎn),東西方向?yàn)閄軸,南北方向?yàn)閅軸,建立坐標(biāo)系A(chǔ)OB,計(jì)算出目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo).然后再以目標(biāo)點(diǎn)為原點(diǎn)建立全局坐標(biāo)系XOY,經(jīng)過(guò)坐標(biāo)變換得出機(jī)器人在全局坐標(biāo)系中的坐標(biāo).當(dāng)機(jī)器人移動(dòng)時(shí),電機(jī)反饋脈沖并計(jì)數(shù),可實(shí)時(shí)計(jì)算出機(jī)器人走過(guò)的里程.電子羅盤(pán)以30 Hz的頻率輸出角度信息,可實(shí)時(shí)獲知機(jī)器人移動(dòng)朝向的角度.由此,便可實(shí)時(shí)計(jì)算出機(jī)器人在全局坐標(biāo)系中的坐標(biāo),如圖1所示.

    為便于控制及簡(jiǎn)化計(jì)算,機(jī)器人通過(guò)原地轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)和直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的組合實(shí)現(xiàn)向任意目標(biāo)點(diǎn)移動(dòng).設(shè)初始時(shí)刻t0機(jī)器人的坐標(biāo)為(xt0,yt0),直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下每經(jīng)過(guò)Δt時(shí)段通過(guò)電機(jī)的光電編碼盤(pán)脈沖反饋可得機(jī)器人移動(dòng)的距離 ΔL,則 ΔL1,ΔL2,…,ΔLn分別表示機(jī)器人在 Δt1,Δt2,…,Δtn時(shí)段走過(guò)的距離.通過(guò)電子羅盤(pán)角度信息反饋可實(shí)時(shí)獲得機(jī)器人朝向角θbot,則經(jīng)過(guò)T時(shí)段,機(jī)器人走過(guò)距離為在 tn時(shí)刻機(jī)器人到達(dá)(xtn,ytn),假設(shè)任意一個(gè)T時(shí)段,機(jī)器人都處于直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下,則

    式中:0≤θbot≤2π.

    圖1 系統(tǒng)坐標(biāo)系示意圖Fig.1 Coordinate systems referred in the calculation

    1.2 局部路徑規(guī)劃

    機(jī)器人根據(jù)設(shè)定,每遇到障礙物時(shí)就重新作路徑規(guī)劃,因而需要利用激光測(cè)距重新掃描周?chē)系K物.本文提出一種改進(jìn)的 VFH(vector field histogram)局部路徑規(guī)劃算法[21],該算法是基于多傳感器信息融合的路徑尋優(yōu)方法.在規(guī)劃路徑之前需要定義一個(gè)與機(jī)器人朝向角相關(guān)的通過(guò)代價(jià)值,表示機(jī)器人沿該方向移動(dòng)所付出的代價(jià).在每個(gè)運(yùn)動(dòng)周期前,機(jī)器人自身旋轉(zhuǎn),掃描其周?chē)?60°的范圍,并每隔5°計(jì)算出一個(gè)代價(jià)值.機(jī)器人根據(jù)代價(jià)最小原則選擇運(yùn)動(dòng)方向.設(shè)待定運(yùn)動(dòng)方向?yàn)棣龋瑒t方向選擇算法表示為

    式中:C(α)為機(jī)器人在α方向上的代價(jià)函數(shù),其計(jì)算方式為

    式中:wj為影響機(jī)器人路徑規(guī)劃的優(yōu)化分量權(quán)值,且滿(mǎn)足為機(jī)器人相關(guān)信息,下標(biāo)j代表不同的優(yōu)化分量,包括:F1(q,α)為紅外傳感器測(cè)距值;F2(q,α)為激光傳感器反饋測(cè)距值;F3(q,α)為機(jī)器人朝向與機(jī)器人和目標(biāo)點(diǎn)連線(xiàn)的夾角值,其經(jīng)過(guò)實(shí)時(shí)計(jì)算得出.

    基于紅外傳感器測(cè)距值F1(q,α)可以確定機(jī)器人何時(shí)完成避障的動(dòng)作.機(jī)器人在移動(dòng)過(guò)程中,F(xiàn)1(q,α)反映其側(cè)身的紅外傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)右側(cè)障礙物延伸狀況.當(dāng)檢測(cè)到側(cè)身障礙物消失,F(xiàn)1(q,α)值減小,機(jī)器人趨于目標(biāo)點(diǎn)方向直接轉(zhuǎn)向.基于激光測(cè)距值F2(q,α)可以測(cè)量障礙物距離信息指引機(jī)器人選擇路徑.基于機(jī)器人朝向與機(jī)器人和目標(biāo)點(diǎn)連線(xiàn)的夾角值F3(q,α)可以確定機(jī)器人朝目標(biāo)點(diǎn)移動(dòng)的方向.因此,通過(guò)權(quán)值wj將各優(yōu)化分量映射為惟一的代價(jià)值,也就綜合考慮了以上信息對(duì)機(jī)器人的影響,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)路徑規(guī)劃.

    圖2(a)展示了該方法的一個(gè)實(shí)例.在該環(huán)境中,機(jī)器人對(duì)周?chē)系K物進(jìn)行掃描并計(jì)算代價(jià)值.圖2(b)所示為機(jī)器人掃描0°~180°時(shí)綜合代價(jià)的直方圖.根據(jù)綜合代價(jià),機(jī)器人運(yùn)動(dòng)角度在40°~55°和80°~95°的代價(jià)最小.機(jī)器人便可根據(jù)式(2)得到下一步運(yùn)動(dòng)的方向角.

    圖2 局部路徑規(guī)劃實(shí)例說(shuō)明圖Fig.2 Example of local path planning

    1.3 實(shí)時(shí)地圖構(gòu)建

    監(jiān)視系統(tǒng)接收并顯示機(jī)器人在定位與路徑規(guī)劃的相關(guān)信息,且同時(shí)重構(gòu)機(jī)器人所經(jīng)過(guò)環(huán)境的障礙物模型.實(shí)時(shí)繪圖與定位都需要機(jī)器人利用激光測(cè)量周?chē)系K物的距離信息.距離信息的測(cè)量使用激光和攝像頭相結(jié)合的技術(shù).測(cè)量時(shí),激光直射到障礙物上,攝像頭截取當(dāng)前圖像,并通過(guò)對(duì)圖像進(jìn)行二值化,定位在圖像上由激光直射到障礙物上產(chǎn)生的亮斑,之后根據(jù)相似三角原理計(jì)算出亮斑離攝像頭的距離,即機(jī)器人離障礙物的距離.如圖3所示,可知D為激光攝像頭與障礙物之間的距離.并且D可由

    計(jì)算得出.式中:h為激光發(fā)生器到攝像頭的距離,θls為攝像頭和亮斑連線(xiàn)與激光發(fā)生器的夾角,pto為亮斑在縱軸方向上離圖像中心的像素值距離,e為角度對(duì)應(yīng)像素變換率.

    圖3 基于圖像處理的激光測(cè)距示意圖Fig.3 Laser ranging with image processing

    與TOF(time of flight)激光測(cè)距法相比,該方法的優(yōu)點(diǎn)為短距離測(cè)距效果好.測(cè)距時(shí)激光是靜態(tài)照射,只需處理獲得的圖像,此過(guò)程不存在激光反射速度過(guò)快、感受器來(lái)不及感受的問(wèn)題.所以此方法能測(cè)出離機(jī)器人距離較小的障礙物.與超聲波測(cè)距法相比,該方法的優(yōu)點(diǎn)為單向性好,很長(zhǎng)距離內(nèi)光束發(fā)散很小,具有小角度分辨率.

    整個(gè)繪圖過(guò)程可劃分為多個(gè)繪圖周期.一個(gè)周期的基本步驟是:1)當(dāng)機(jī)器人探測(cè)到前方一定距離內(nèi)的一個(gè)障礙物時(shí),以自身為中心建立局部坐標(biāo)系A(chǔ)OB,通過(guò)激光測(cè)距和電子羅盤(pán)測(cè)量出相對(duì)于自身在半徑為R范圍內(nèi)的障礙物信息,包括障礙物離機(jī)器人的距離及方向;2)根據(jù)障礙物的距離和方向信息進(jìn)行局部路徑規(guī)劃,同時(shí)將該掃描周期得到的障礙物距離和方向信息上傳至監(jiān)視系統(tǒng);3)監(jiān)視系統(tǒng)將每個(gè)周期所上傳的信息還原成直觀的特征圖.機(jī)器人到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)的過(guò)程中,已經(jīng)歷了多個(gè)繪圖周期,將這些繪圖周期按順序整合在一張地圖中,便漸進(jìn)地將機(jī)器人所遍歷的環(huán)境繪制成一張環(huán)境模型地圖.

    在第3)步繪圖過(guò)程中,以機(jī)器人出發(fā)點(diǎn)為參考原點(diǎn),可利用機(jī)器人反饋信息,提取障礙物的直線(xiàn)特征與點(diǎn)特征,并顯示在繪圖窗口.

    2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

    為驗(yàn)證以上提出的未知環(huán)境探索技術(shù),使用基于嵌入式系統(tǒng)的自主式移動(dòng)機(jī)器人完成對(duì)預(yù)設(shè)目標(biāo)的探索及實(shí)時(shí)路徑規(guī)劃,通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試實(shí)時(shí)定位、路徑規(guī)劃及遠(yuǎn)程地圖構(gòu)建方法的有效性.

    2.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

    本文所述的機(jī)器人采用ARM9體系的嵌入式處理器作為主控制器,并移植了具有較高實(shí)時(shí)性的linux(2.6.14內(nèi)核)作為其操作系統(tǒng),配備攝像頭、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡、激光發(fā)生器、紅外測(cè)距傳感器和電子羅盤(pán).機(jī)器人平面長(zhǎng)寬分別為0.2 m、0.16 m,其整體硬件結(jié)構(gòu)如圖4所示.監(jiān)視系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與機(jī)器人建立連接,并負(fù)責(zé)向機(jī)器人傳送控制者設(shè)定的目標(biāo)點(diǎn),顯示機(jī)器人傳送上來(lái)的視頻信息和機(jī)器人的運(yùn)行參數(shù),且可利用相關(guān)傳感器采集的信息繪制機(jī)器人運(yùn)行軌跡和環(huán)境地圖.機(jī)器人負(fù)責(zé)在未知環(huán)境中移動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)過(guò)程的探索,并將傳感器采集的相關(guān)信息發(fā)送給監(jiān)視系統(tǒng).機(jī)器人在探索過(guò)程中需要具備:無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信,攝像頭實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)視,攝像頭、激光、電子羅盤(pán)實(shí)現(xiàn)掃描測(cè)距和路徑規(guī)劃,里程計(jì)和電子羅盤(pán)實(shí)現(xiàn)自身定位.

    圖4 機(jī)器人硬件結(jié)構(gòu)Fig.4 Robot hardware

    機(jī)器人需要一個(gè)多控制器協(xié)作與多傳感器信息融合的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)所需的功能.可將其為3個(gè)模塊:嵌入式系統(tǒng)為上位機(jī)的控制與決策模塊;單片機(jī)為控制傳感器信息融合傳遞的傳感器模塊;單片機(jī)為控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并對(duì)電機(jī)做速度反饋檢測(cè)的驅(qū)動(dòng)模塊.控制與決策模塊通過(guò)串口分別與傳感器模塊和驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行交互.整個(gè)硬件控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5所示.

    圖5 機(jī)器人總體結(jié)構(gòu)圖Fig.5 Configuration of the robot system

    2.2 激光測(cè)距實(shí)驗(yàn)

    激光測(cè)距效果直接影響實(shí)時(shí)地圖繪制的精確度,首先對(duì)激光測(cè)距效果進(jìn)行測(cè)試.結(jié)合激光的圖像處理測(cè)距法,對(duì)圖像進(jìn)行二值化處理后得到只有亮斑的圖片,將亮斑的位置放大處理,可清晰看到亮點(diǎn),如圖6所示.由此,便可得出亮點(diǎn)在圖片的像素點(diǎn)坐標(biāo),經(jīng)過(guò)比例運(yùn)算,可得亮斑與發(fā)生器的距離,即機(jī)器人與障礙物的距離.

    圖6 圖像處理效果圖Fig.6 Results of image processing

    表1中顯示所測(cè)距離與實(shí)際距離的比較.可以發(fā)現(xiàn),在機(jī)器人與障礙物相距0.74 m之內(nèi)時(shí),該測(cè)距方法具有較高精度,但個(gè)別測(cè)量數(shù)據(jù)精度略有跳動(dòng);當(dāng)實(shí)際距離超過(guò)0.9 m的時(shí)候,誤差增大.究其原因,在0.74 m之內(nèi)時(shí),機(jī)器人運(yùn)動(dòng)造成激光與攝像頭輕微晃動(dòng),而使測(cè)量精度產(chǎn)生跳動(dòng).而當(dāng)實(shí)際距離超過(guò)0.9 m時(shí),由于圖像上的激光亮斑移動(dòng)變緩,圖像處理精度下降,使其測(cè)距誤差增大.

    表1 測(cè)距數(shù)據(jù)對(duì)比Table 1 Data comparison

    在實(shí)際應(yīng)用中,現(xiàn)有激光測(cè)距精度不影響機(jī)器人的路徑規(guī)劃及監(jiān)視系統(tǒng)的地圖繪制.因?yàn)椋?dāng)機(jī)器人進(jìn)行測(cè)距掃描時(shí),其移動(dòng)方向上的障礙物已經(jīng)處在0.74 m之內(nèi),即使某障礙物位于機(jī)器人前進(jìn)方向的0.74 m之外,隨著機(jī)器人移動(dòng),障礙物距離縮短,掃描的精度也隨之提高,從而保證了地圖繪制的準(zhǔn)確度.

    2.3 機(jī)器人運(yùn)行實(shí)驗(yàn)

    監(jiān)視系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與機(jī)器人建立連接,其操作界面包括繪圖區(qū)、視頻區(qū)、數(shù)據(jù)參數(shù)區(qū).如圖7所示.將機(jī)器人置于如圖8所示的一個(gè)人工實(shí)驗(yàn)環(huán)境中,該環(huán)境為2 m×3.2 m的矩形場(chǎng)地,場(chǎng)地中間有2塊突起的隔板,將場(chǎng)地劃分為3個(gè)較小空間,3個(gè)小空間由一直道連通.

    將機(jī)器人置于場(chǎng)地西側(cè)空間內(nèi),在繪圖區(qū)通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊空白區(qū)域,給機(jī)器人設(shè)定一個(gè)目標(biāo)點(diǎn),經(jīng)過(guò)計(jì)算,機(jī)器人將目標(biāo)點(diǎn)映射到實(shí)際場(chǎng)地東側(cè)空間內(nèi),這樣機(jī)器人便獲知其與目標(biāo)點(diǎn)之間的距離.機(jī)器人在起始點(diǎn)掃描并感知周?chē)h(huán)境后,開(kāi)始朝目標(biāo)點(diǎn)移動(dòng).當(dāng)機(jī)器人到達(dá)第1道隔板前,如圖9(a)所示,掃描周期被激活,機(jī)器人進(jìn)行掃描并感知周?chē)h(huán)境.監(jiān)視系統(tǒng)的繪圖區(qū)實(shí)時(shí)將機(jī)器人獲取的環(huán)境信息繪制成抽象圖形.機(jī)器人在第1道隔板前完成周?chē)h(huán)境掃描后,決策并向南移動(dòng).當(dāng)機(jī)器人左側(cè)紅外傳感器感知到隔板消失,機(jī)器人啟動(dòng)掃描并轉(zhuǎn)向目標(biāo)點(diǎn)移動(dòng).當(dāng)機(jī)器人越過(guò)第1道隔板,機(jī)器人再一次啟動(dòng)掃描,并向目標(biāo)點(diǎn)移動(dòng),如圖9(b)所示.繪圖區(qū)的地圖根據(jù)機(jī)器人逐步反饋的信息生長(zhǎng).最終,機(jī)器人到達(dá)目標(biāo)點(diǎn),繪圖區(qū)繪制出完整的地圖及軌跡,如圖9(d)所示.

    圖7 監(jiān)視系統(tǒng)界面Fig.7 Interface of the monitoring system

    圖8 實(shí)驗(yàn)環(huán)境示意圖Fig.8 Experimental environment

    圖9 機(jī)器人軌跡圖及環(huán)境地圖Fig.9 Traces of the robot and map building

    實(shí)驗(yàn)完成時(shí),機(jī)器人認(rèn)為已準(zhǔn)確到達(dá)目標(biāo)點(diǎn).而經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)量發(fā)現(xiàn),機(jī)器人到達(dá)的目標(biāo)點(diǎn)與實(shí)際設(shè)定的目標(biāo)點(diǎn)之間存在一定的偏差,這是由光電編碼盤(pán)和電子羅盤(pán)的精度誤差造成的.經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)測(cè)量表明,機(jī)器人在實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地環(huán)境內(nèi),每米大約產(chǎn)生1.5 cm的誤差,在無(wú)路標(biāo)且環(huán)境未知的條件下,該誤差范圍是可接受的.實(shí)驗(yàn)表明,該機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)是有效的.

    3 結(jié)束語(yǔ)

    本文重點(diǎn)為設(shè)計(jì)一套具有高自主性的網(wǎng)絡(luò)遙操作機(jī)器人系統(tǒng),并根據(jù)機(jī)器人硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一套在未知環(huán)境下、無(wú)路標(biāo)實(shí)現(xiàn)SLAM的算法.算法從設(shè)計(jì)上很好滿(mǎn)足了ARM9體系處理器的特點(diǎn),結(jié)合機(jī)器人所攜帶的傳感器,使定位與地圖繪制過(guò)程都具有較好的實(shí)時(shí)性.

    實(shí)驗(yàn)表明,機(jī)器人激光測(cè)距效果滿(mǎn)足路徑規(guī)劃及實(shí)時(shí)地圖繪制的要求,電子羅盤(pán)與里程計(jì)定位法的誤差處于可接受范圍內(nèi).機(jī)器人的局部路徑規(guī)劃算法能有效避開(kāi)障礙物,并選擇可行的路徑.監(jiān)視系統(tǒng)根據(jù)機(jī)器人傳回的掃描信息,很好地完成繪圖任務(wù).

    下一步的研究將著手提高機(jī)器人在SLAM過(guò)程中的精度,以及研究網(wǎng)絡(luò)遙操作機(jī)器人系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多機(jī)器人協(xié)作繪圖的可能性,并進(jìn)一步將二維靜態(tài)環(huán)境擴(kuò)展為三維動(dòng)態(tài)環(huán)境建圖.

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