基于特征热力图的移动机器人高效全局定位方法

来源：机器人杂志2021年第2期北京时间：

作者：杨梓桐, 王书亭, 孟杰, 蒋立泉, 谢远龙

摘要：针对大尺度场景下传统的全局定位算法搜索空间大、定位效率低的问题，提出了一种基于特征热力图的移动机器人高效全局定位方法．首先，融合光线投射和点边特征检测算法，提取了环境栅格地图中的点边信息；并制定了考虑随机误差的鲁棒处理策略，构建了具有鲁棒特征信息的特征热力图．此外，利用相同的策略提取了真实激光雷达点云中的点边特征信息，并将特征信息与特征热力图进行匹配，获得了初始搜索空间．最后，对最大似然估计定位法与蒙特卡洛定位法进行了改进，实现了在初始搜索空间下的高效全局定位．在仿真场景和大尺度真实车间中进行了验证测试，相较于传统最大似然估计定位方法，计算时间下降幅度平均达到90.37%，而与蒙特卡洛定位方法相比，成功率平均提升了5.92倍．结果表明所提方法极大地缩小了定位搜索空间，有效地提高了全局定位效率和精度．

关键词：移动机器人, 全局定位, 点边特征, 特征热力图