智能服務(wù)機(jī)器人環(huán)境描述方法：度量地圖

環(huán)境信息在機(jī)器人自主導(dǎo)航中占據(jù)著舉足輕重的位置，擁有準(zhǔn)確的和全局一致的環(huán) 境表示一直是許多研究者關(guān)注的熱點(diǎn)。

度量地圖按照距離描述世界，地圖中的距離對(duì)應(yīng)實(shí)際世界中的距離。度量地圖的典型例子如城市的比例地圖和建筑物的CAD 圖。對(duì)移動(dòng)機(jī)器人來說，可以度量機(jī)器人到墻或門的距離等。因此，度量地圖應(yīng)用于需要準(zhǔn)確度量信息的場(chǎng)合，如準(zhǔn)確的自定位和優(yōu)化 的路徑規(guī)劃。度量地圖又可被分成兩種：柵格地圖和幾何地圖。

柵格地圖

基于柵格的地圖表示方法由Moravec 和Elfes 提出51],在移動(dòng)機(jī)器人的地圖創(chuàng)建中應(yīng) 用Z為廣泛。它的原理是將整個(gè)環(huán)境分成若干大小相同的柵格，每一柵格代表環(huán)境的一 部分，并包含一個(gè)表示該單元格被占據(jù)可能性的概率值，如圖所示。

柵格地圖易于創(chuàng)建和維護(hù)，對(duì)某個(gè)柵格的感知信息可以直接對(duì)應(yīng)環(huán)境中的某個(gè)區(qū)域， 特別適于處理聲納測(cè)量數(shù)據(jù)。但是環(huán)境空間的分辨率與柵格尺寸的大小有關(guān)，增加分辨 率將要增加運(yùn)算的時(shí)間和空間復(fù)雜度。

幾何地圖

基于幾何信息的地圖表示方法是指機(jī)器人收集對(duì)環(huán)境的感知信息，從中提取更為抽 象的幾何特征，例如線段或曲線，使用這些幾何信息描述環(huán)境[54]。這種表示方法更為緊 湊，且便于位置估計(jì)和目標(biāo)識(shí)別。

也有些方法提取的幾何特征更為形象化，將環(huán)境定義為 面、角、邊的集合或者墻、走廊、門、房間等，如圖1.53所示。幾何信息的提取需要對(duì)感知 信息作額外的處理，且需要一定數(shù)量的感知數(shù)據(jù)才能得到結(jié)果，并且?guī)缀蔚貓D所提取的特 征對(duì)傳感器的誤差和環(huán)境的不確定性比較敏感。