【激光SLAM】基于已知位姿的构图算法 (Grid-based)

文章目录

  • 地图分类
    • 概念
  • 覆盖栅格建图算法
    • 栅格地图的特征
    • 数学描述
      • 假设
    • 算法流程
    • 激光雷达的逆观测模型
  • 计数(Count Model)建图算法
    • 概念
    • 数学描述
    • 观测模型
    • 地图估计

地图分类

概念

地图即为环境的空间模型。环境地图是机器人进行定位和规划的前提。定位可以用特征地图(视觉),规划可以用栅格地图。地图主要分为三类:

  • 尺度地图中的距离跟实际世界相对应。包括特征地图、栅格地图、点云地图。一般用于机器人定位。
  • 拓扑地图用于表示两点之间的联通关系,包括是否连通以及距离,不包括路径形状等特点。一般用于大场景下。导航优先搜索拓扑地图,再搜索尺度地图。
  • 语义地图为加标签的尺度地图

覆盖栅格建图算法

栅格地图的特征

把环境分解成一个一个的小栅格,每个栅格有两种状态:占用(Occupied)或者空闲(free)

由于分辨率的设置,有可能去除小的可通行区域。可以使用自适应分辨率的地图缓解。同时,栅格地图是非参模型,也就是说由很多栅格组成(这话听起来有点奇怪hhh)。随着地图的增大,内存需求急剧增加。

栅格地图天然区分可通行区域,适合进行路径规划。

数学描述

  • 给定机器人的位姿和传感器的观测数据
    (主要指激光雷达)。
  • 估计出最可能的地图

假设





算法流程

激光雷达的逆观测模型

计数(Count Model)建图算法

概念

数学描述

观测模型

地图估计



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