16、移动机器人定位与路径规划技术解析

移动机器人定位与路径规划技术解析

1. 移动机器人定位分析

1.1 机器人实验环境

实验环境选择在办公室外的走廊，其平面投影图展示了该环境的布局。为方便调试移动机器人的定位功能，未配备如移动机器人外壳等不必要的设备。服务机器人可近距离观察道路标志，配备的立体视觉系统视角为 45°，环境中的可识别特征为预设的道路标志，该系统所捕获的图像可用于后续分析。

1.2 定位误差实验

1.2.1 实验设置

移动机器人在环境中自主漫游，其自定位精度测试实验主要基于视觉传感器，辅以里程计传感器。在环境中等距放置道路标志，机器人通过检测这些道路标志来定位自身。

1.2.2 实验参数

实验中采样数可变，扩展蒙特卡罗方法使用的实验参数如下：
|参数|数值|
| ---- | ---- |
|有效采样数阈值 k|10%|
|常数 c|0.8|
|λ|0.15 - 0.25（随熵增加而减小）|
|比例系数 kw|50%|

均匀重采样的蒙特卡罗方法因引入随机采样会增加采样分布的不确定性，其对应参数不同：
|参数|数值|
| ---- | ---- |
|有效采样数阈值 k|10%|
|常数 c|0.3|
|λ|0.35|
|比例系数 kw|30%|

1.2.3 实验结果

为验证扩展蒙特卡罗方法的定位精度，使用相同的感知模型和样本数量，对均匀重采样蒙特卡罗方法和扩展蒙特卡罗方法进行比较。通过单向计信息获取真实位姿，由于环境地面相对平滑