基于信息融合的機(jī)器人環(huán)境建模

黃尚鋒

[摘 要]機(jī)器人工作環(huán)境對機(jī)器人的準(zhǔn)確移動(dòng)有著十分重要的意義。機(jī)器人的環(huán)境建模對實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自主性起到基礎(chǔ)性作用。

[關(guān)鍵詞]環(huán)境建模;機(jī)器人;工作環(huán)境

一、環(huán)境建模的分類

機(jī)器人的工作環(huán)境錯(cuò)綜復(fù)雜，因此構(gòu)建機(jī)器人工作環(huán)境十分必要。當(dāng)今在環(huán)境建模領(lǐng)域，已經(jīng)誕生出多種理論方法來探究周邊工作環(huán)境。Bücken等人創(chuàng)造出柵格地圖法、拓?fù)鋱D法、利用外界傳感器反饋的信息表示環(huán)境等方法。

二、多傳感器環(huán)境建模

現(xiàn)代多數(shù)機(jī)器人利用傳感器來采集周邊信息，通過二維矩陣存儲數(shù)據(jù)，經(jīng)過計(jì)算比較呈現(xiàn)出相應(yīng)的概率值，提供可參考的可信度。若機(jī)器人周邊環(huán)境比較嘈雜，傳感器采集信號干擾性強(qiáng)，則會產(chǎn)生較低的概率，可信度較低。利用二維柵格陣法就可以消除外界干擾，獲得較好的可信度。圖1為傳感器探測圖。

針對周邊環(huán)境，采用概率來表達(dá)各障礙物的分布。基于理論化模型考慮，假設(shè)各種障礙物是均勻分布的，故其概率之和為1。圖1為傳感器測量距離圖。圖3為柵格測距圖。

圖1中，r表示障礙物到傳感器的距離，角表示信息傳送區(qū)域。圖1中，黑點(diǎn)表示傳感器，黑長方形表示障礙物，灰色區(qū)域表示信息傳輸區(qū)域。柵格代表的概率計(jì)算公式為：（a表示柵格邊長）

柵格測量法對環(huán)境建模有著十分重要的作用。采用此方法處理傳感器反饋的信息可信度較好，可以有效地避免單一傳感器所帶來的不確定性，確保機(jī)器人準(zhǔn)確地判斷障礙物的位置。

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[作者單位]

煙臺工貿(mào)技師學(xué)院

（編輯：溫子超）