文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200535
中文引用格式： 陳超，張志昂，丁麗君. 一種改進(jìn)粒子群優(yōu)化算法的多機(jī)器人地圖拼接方法[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2020，46(12)：139-143.
英文引用格式： Chen Chao，Zhang Zhiang，Ding Lijun. An improved particle swarm optimization algorithm for multi robot map merging[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(12)：139-143.
0 引言
在機(jī)械化生產(chǎn)和日常生活中，機(jī)器人的使用已非常廣泛。在追求高效的現(xiàn)代生產(chǎn)中，需要機(jī)器人能盡快完成任務(wù)。在構(gòu)建大型地圖時(shí)，單機(jī)器人顯得力不從心，而多機(jī)器人可以分配多個(gè)區(qū)域，同時(shí)構(gòu)建局部地圖，然后再拼接成全局地圖，從而提高建圖的效率和準(zhǔn)確性。
如何將多張局部地圖拼接成可以用來(lái)導(dǎo)航的全局地圖是研究的熱點(diǎn)，也具有挑戰(zhàn)性。國(guó)內(nèi)外研究人員提出了很多方法，大致可以分為兩類(lèi)：一類(lèi)是已知機(jī)器人之間的相對(duì)位置，直接通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換拼接局部地圖。文獻(xiàn)[1]提出了通過(guò)單向觀測(cè)來(lái)估計(jì)機(jī)器人的位置，再搜索地圖之間的最佳匹配。但在大多數(shù)情況下，無(wú)法準(zhǔn)確獲取甚至無(wú)法獲取機(jī)器人之間的相對(duì)位置。另一類(lèi)是在相對(duì)位置未知的情況下，通過(guò)圖像配準(zhǔn)的方法拼接地圖。文獻(xiàn)[2]提出一種基于圖像正弦圖的粒子群優(yōu)化算法，能夠在拼接地圖時(shí)抑制算法陷入局部最優(yōu)。也有學(xué)者研究使用進(jìn)化算法解決這個(gè)問(wèn)題，通過(guò)交叉變異尋找最優(yōu)的適應(yīng)度，找到1地圖最大重疊部分[3-4]。這種方法耗時(shí)較長(zhǎng)，不能達(dá)到實(shí)時(shí)的效果。文獻(xiàn)[5]研究了基于SIFT特征提取的地圖拼接方法，通過(guò)匹配特征點(diǎn)可以迅速找到圖像之間的平移和旋轉(zhuǎn)關(guān)系。
本文針對(duì)激光雷達(dá)掃描獲得的柵格地圖，提出一種結(jié)合特征匹配和改進(jìn)的粒子群優(yōu)化算法的地圖拼接方法。本文所提算法先通過(guò)提取特征點(diǎn)匹配兩張局部柵格地圖，再通過(guò)粒子群優(yōu)化算法精確計(jì)算兩幅局部地圖之間的最佳轉(zhuǎn)換矩陣來(lái)拼接地圖。
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作者信息：
陳 超，張志昂，丁麗君
(江蘇科技大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江212000)