30、自主移动地面机器人的光电导航系统

自主移动地面机器人的光电导航系统

1. 移动机器人组面临的问题

机器人组（常被称为机器人群）执行任务时，参与的机器人数量会使任务成本成倍增加。不过，除了这一缺点外，机器人群也有诸多优势。为详细了解，我们以 Pioneer 3 - AT 研究模型为例，该模型在过去十年的众多文献中均有报道，其参数具有轮式移动机器人的典型特征，便于不同实验室的研究人员进行对比。

精确信息的获取至少需要从两个不同位置（最好更多）观察同一兴趣点，因为根据计量学公理，测量次数增加 n 倍，不确定性会降低 √n 倍。虽然观察与测量有所不同，但总体规律相似。接下来我们将探讨机器人群激光扫描的实际特点及其作用。

2. 3D 激光扫描仪从不同位置进行扫描

在机器人组的集体工作中，信息的数量和质量都很重要。在熵减过程中，这两个参数会同时变化。对于机器人群，设计者可根据任务偏好调整信息质量；而单个移动机器人扫描时，信息质量是随机且不可变的。

以下几种情况能进一步说明：
- 平行移动扫描 ：当三个移动机器人平行且垂直于障碍物移动时，由于表面不平，远处点的数据会延迟到达。若将信息收集到中央计算机，数据传输需考虑各机器人获取 3D 点数据的自然延迟。
- 缺陷检测差异 ：机器人按相同顺序移动时，相对于扫描表面缺陷（如墙上裂缝）的任意位置，会导致在不同时刻检测到这些缺陷，这主要取决于“缺陷 - 第 n 个机器人”的距离以及机器人相对于墙面垂直方向的角度（攻击角）。
- 优化攻击角 ：为实现最佳信息熵减，应根据上述情况为每个机器人调整攻击角。从