38、基于LiDAR的多机器人系统编队控制定位与回放机器人编程中的循环增量技术

基于LiDAR的多机器人系统编队控制定位与回放机器人编程中的循环增量技术

基于LiDAR的多机器人系统编队控制定位

在多机器人系统编队控制定位领域，尽管已有诸多研究，但尚未找到完全契合需求的解决方案。部分研究虽能实现机器人间的相对定位，如Huang等人的研究，但姿态估计性能欠佳，主要体现在估计频率或精度不足，还有些算法需要特定特征（标记）、特殊机器人形状或额外传感器，而这些在实际硬件中可能并不具备。

系统概述

以MiR 200工业机器人为例，它是一款矩形移动机器人，尺寸为890mm×580mm，在对角配备两个sick s300激光扫描仪，可实现360度无盲区检测。我们旨在利用这两个扫描仪直接估计编队中所有机器人的位置，无需减去易出错的绝对位置。具体算法流程如下：
1. 融合前后激光扫描仪的传感器数据。
2. 利用地图移除由障碍物产生的所有数据点。
3. 使用基于密度的空间聚类应用与噪声（DBSCAN）算法检测剩余数据中的潜在机器人。
4. 检查潜在机器人是否为MiR 200机器人，通过比较点云形状与机器人形状来判断。
5. 计算位置和方向并进行验证。

下面是该算法的流程图：

graph TD;
    A[融合传感器数据] --> B[移除障碍物数据点];
    B --> C[DBSCAN聚类];
    C --> D[检查是否为MiR 200机器人];
    D --> E[计算并验证位置和方向];

算法步骤