64、机器人路径规划与代码作者归属识别技术解析

机器人路径规划与代码作者归属识别技术解析

1. 地图类型与路径规划算法概述

在机器人领域，地图构建和路径规划是重要的研究方向。目前常见的地图类型主要有拓扑地图和度量地图。

1.1 地图类型

• 拓扑地图 ：它从环境中提取主要特征来生成特定的路线图，是由节点和边组成的图，更关注地图元素之间的关系，即节点之间的连通性。但它忽略了地图对精确位置的需求，在复杂环境尤其是开阔场地中，构建地图和进行路径规划不太可行。
• 度量地图 ：通过对象与固定参考系之间的几何关系来描述环境，常见形式有特征地图和占用栅格地图。
  • 特征地图 ：以稀疏几何（如点和线）的形式表达环境，每个特征通过位置和几何形状等参数描述。通过观察和检测特征，并与存储的地图进行比较，可以表达全局环境。其计算成本相对较低，但对错误的数据关联比较敏感。
  • 占用栅格地图 ：由单元格数组描述，每个单元格代表环境的一个区域，只关心单元格的占用概率（0 - 1之间）。在映射过程中，基于相似性技术进行测量数据与存储地图之间的数据关联，占用概率可降低路径搜索任务的复杂性，但计算量大、复杂度高，尤其是在大规模环境中。很多研究通过降低地图分辨率来平衡精度和计算成本，但这可能导致每个单元格代表更大的区域。

1.2 路径规划算法

路径搜索主要包括基于图的搜索和基于采样的路径规划算法。
- 基于图的搜索算