室内移动机器人导航系统研究与实现

来源：机械与电子杂志2022年第08期北京时间：

作者：白创;闫昱;陈立

单位：长沙理工大学物理与电子科学学院,湖南 长沙 410114

摘要：实现了一种低成本高性能室内移动机器人导航系统。针对 Cartographer 算法使用激光雷达数据在室内 Long-Corridor 场景下建图的局部匹配错误导致定位不准的问题,使用扩展卡尔曼滤波融合激光雷达、里程计和惯性测量单元 3 种数据进行位姿估计,得到较为精准的定位,可有效提高建图精度;针对传统 AMCL 算法重定位耗时长的问题,采用基于扫描匹配的重定位方法,通过将当前 Scan 与 Submap 进行匹配,降低了扫描匹配方法的重定位耗时;针对 A * 全局规划算法路径搜索时间长、拐点较多的问题,提出一种改进 A * 算法,通过优化启发函数和增加拐角优化函数,缩短了算法搜索时间,同时去除了冗余拐点。结果表明,重定位耗时减少 80.43% ,改进 A * 算法搜索时间减少 22.79% 。

关键词：机器人导航;传感器数据融合;重定位; A * 算法

基金资助：中国 黑山科技合作委员会第 3 届例会交流项目( 3-7 );长沙理工大学“双一流”科学研究国际合作拓展项目( 2019ic18 );柔性电子材料基因工程湖南省重点实验室开放基金( 202005 )