改进粒子群优化算法的多机器人地图构建

张 航 姚敏茹 曹 凯 高 嵩

(西安工业大学电子信息工程学院 陕西 西安 710021)

0 引 言

随着工业发展与人们生活水平的提高，机器人的工作环境与任务也变得更加复杂和多样。尽管单个机器人的性能和工作效率随着技术的发展得到很大提高，但仍存在很多单个机器人无法解决的问题，故多机器人控制技术逐渐得到广大学者的重视。与单个机器人相比，多机器人系统具有以下优势：多机器人系统中各个机器人并行工作，能够在更短的时间完成任务；在某些机器人出现故障无法正常工作时，则由其余的机器人代替，提高了系统的鲁棒性；多机器人系统可以携带更多的传感器，采集更加丰富的环境信息，提高环境检测结果的准确率。目前，利用机器人进行资源探测，灾区搜救等越来越多的实际应用都需要使用环境的地图模型，针对单个机器人构建的环境地图范围小、效率低、难以满足大范围环境地图构建的问题，利用多机器人系统高效地构建地图[1-3]逐渐成为新的研究热点。多机器人构建环境地图是在单个机器人分别绘制不同区域局部地图的基础上，综合各个机器人建立的局部地图，将局部地图融合成环境的全局地图的方法。该方法的核心步骤是局部地图间的地图配准，用来进行局部地图之间的数据关联，根据地图配准得到的局部地图间的转换矩阵实现地图融合，而地图配准[4]又分为直接法和间接法两类。

直接法是利用机器人之间位姿的相对观测数据，来求解局部地图坐标系之间的转换关系。……