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1、第25卷第6期机器人Vol.25,No.6ROBOT2003年11月Nov.,2003文章编号:1002-0446(2003)06-0560-08X室内自主移动机器人定位方法研究综述李群明,熊蓉,褚健(浙江大学工业控制技术国家重点实验室,浙江杭州310027)摘要:定位是确定机器人在其作业环境中所处位置的过程.应用传感器感知信息实现可靠的定位是自主移动机器人最基本、也是最重要的一项功能之一.本文对室内自主移动机器人的定位技术进行了综述,提出了一种通用的控制结构,对其中与定位相关的地图结构、位姿估计方法进行了详细介绍,指出了地图构造、全局定位、数据关联、同
2、步定位与地图构造、信息融合及协同定位所应用的方法及存在的问题.关键词:移动机器人;定位;位姿估计;地图构造中图分类号:TP24文献标识码:BLOCALIZATIONAPPROACHESFORINDOORAUTONOMOUSMOBILEROBOTS:AREVIEWLIQun-ming,XIONGRong,CHUJian(NationalLaboratoryofIndustrialControlTechnology,ZhejiangUniversity,Hangzhou,310027,China)Abstract:Localizationistheproce
3、ssoffindingthepositionandorientationoftherobot.Reliablelocalizationbasedonsensorsisoneofthemostfundamentalandimportanttasksforautonomousrobots.Thispaperreviewstherelevantindoormobilerobotloca-lizationtechnologies,presentsageneralcontrolarchitecture,andespeciallyintroducestheprobl
4、emofmapbuildingandposeest-imation.Themethodsandopenproblemsofmapbuilding,globallocalization,dataassociation,SLAM(SimultaneousLocalizationandMapBuilding),informationfusionandcollaborativelocalizationarealsomentioned.Keywords:Indoorsmobilerobots;localizationposeestimation;mapbuildi
5、ng1引言(Introduction)2移动机器人的基本控制结构(Ageneralcontrolarchitectureofthemobilerobot)定位是确定机器人在其作业环境中所处位置的过程.更具体地说是利用先验环境地图信息、机器人机器人的定位方式取决于所采用的传感器.移位姿的当前估计以及传感器的观测值等输入信息,动机器人常用的定位传感器有里程计、摄像机、激光经过一定的处理和变换,产生更加准确的对机器人雷达、超声波、红外线、微波雷达、陀螺仪、指南针、速当前位姿的估计.应用传感器感知的信息实现可靠度或加速度计、触觉或接近觉传感器等.与此相对的定位是
6、自主移动机器人最基本、最重要的一项功应,机器人定位技术可分为绝对定位和相对定位技能,也是移动机器人研究中倍受关注、富有挑战性的术两类.绝对定位主要采用导航信标、主动或被动标一个重要研究主题.人们针对机器人的具体作业任识、地图匹配或卫星导航技术(GPS)进行定位,定位务要求和所应用的传感器技术,对机器人的定位方精度较高.这几种方法中,信标或标识牌的建设和维法进行了长期、深入的研究,形成了丰富的研究文护成本较高,地图匹配技术处理速度慢,GPS只能用献.总结、分析、研究当前移动机器人的定位方法将于室外,目前精度还很差(10m-30m).绝对定位的为开发新型智能
7、自主式服务机器人提供有力的帮位置计算方法包括三视角法、三视距法、模型匹配算助.法等.相对定位是通过测量机器人相对于初始位置的距离和方向来确定机器人的当前位置,通常也称X收稿日期:2003-02-17第25卷第6期李群明等:室内自主移动机器人定位方法研究综述561为航位推算法.常用的传感器包括里程计及惯导系定位系统.统(速度陀螺、加速度计等).航位推算法的优点是机对于自主能力要求较高的室内移动服务机器器人的位姿是自我推算出来的,不需要对外界环境人,模型匹配是主要的定位方法,机器人完全要靠自的感知信息,缺点是漂移误差会随时间累积,不适于身配置的传感器和先验环
8、境信息进行定位和导航.精确定位.很显然,绝对定位和相对定位各有优缺这类机器人的通
