无人值守智能安保机器人的激光SLAM的研究分析

李容宇 熊敏 蒋宏凯 崔浩 任洁

摘要：近年来，智能机器人技术在无人驾驶汽车、无人机、扫地机器人等领域被广泛应用，移动机器人SLAM和导航技术作为智能机器人的重要研究方向，其关键技术包含定位、地图构建和路径规划。我们在选择SLAM算法的种类时，会考虑当下技术比较成熟的激光SLAM，项目使用的激光雷达为成本较低的单线激光雷达，驱动采用STM32开发板，主控则是树莓派4B，以基于粒子滤波算法为理论依据，在ROS操作系统环境下实现小车对其所处场景中的实时定位与地图构建。

关键词：SLAM算法;激光雷达;粒子滤波;实时定位与地图构建

1引言

SLAM全称Simultaneous localization and mapping，是即时定位与建图的缩写，主要用于解决机器人在未知环境运动时的定位与地图构建问题。对于市面上的激光雷达，主要用于环境探测和地图构建。

目前，SLAM技术被广泛运用于机器人、无人机、无人驾驶、AR、VR等领域，依靠传感器可实现机器的自主定位、建图、路径规划等功能。由于传感器不同，SLAM的实现方式也有所不同，按传感器来分，SLAM主要包括激光SLAM和视觉SLAM两大类。其中，激光SLAM比视觉SLAM起步早，在理论、技术和产品落地上都相对成熟。基于视觉的SLAM方案目前主要有两种实现路径，一种是基于RGBD的深度摄像机，比如Kinect;还有一种就是基于单目、双目或者鱼眼摄像头的。视觉SLAM目前尚处于进一步研发和应用场景拓展、产品逐渐落地阶段。

2激光SLAM和视觉SLAM的比较

2.1发展背景

移动机器人（AGV）是工业机器人的一种。它由计算机控制，具有移动、自动导航、多传感器控制、网络交互等功能，在实际生产中最主要的用途是搬运，可以说只要有搬运需求的地方，就有移动机器人的应用可能。……