《基於SEM地圖的室內非結構環境中的SLAM問題研究》是依託蘇州大學，由孫榮川擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於SEM地圖的室內非結構環境中的SLAM問題研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：孫榮川
- 依託單位：蘇州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
同步定位與地圖創建(SLAM)因其在導航中的基礎性地位一直是移動機器人領域的研究熱點，同時，它也是智慧型服務機器人走向實際套用必須要解決的問題之一。目前關於非結構環境下的SLAM算法已有少量研究成果，但是還存在定位與建圖精度低、環境描繪解析度不高等問題。本課題套用採樣環境地圖(SEM)作為環境描繪的方式，開展室內非結構環境中SLAM問題的研究，通過建立點集合之間的機率評價函式解決SEM地圖的數據關聯問題，使用虛擬集元方法以及半定規劃方法建立一致性地圖更新算法，通過最佳化SEM中集元的分布以及採用分塊地圖創建與融合的策略解決實時性問題，最終得到高精度的且具有可變解析度的SLAM解決方案。本課題的研究不僅能為其他機器人研究人員提供一種新的思路，而且對智慧型服務機器人的實際套用具有重要的現實意義。
結題摘要
智慧型服務機器人領域已經成為全球科技、經濟的發展重點，各大科技公司爭相投入巨資進行研究，而非結構環境中的同步定位與地圖創建(SLAM)則是智慧型服務機器人走向實際套用必須要解決的關鍵問題之一。本項目針對現有研究對於機器人定位精度低、環境描繪解析度不高的問題，套用採樣環境地圖(SEM)建立環境模型，開展了非結構環境中的SLAM問題研究：(1) 基於SEM 的魯棒數據關聯方法研究。從幾何形狀與機率分布這兩個角度研究點集合之間的相似性關係模型，提出基於特徵點關聯和輪廓關聯的兩個點集合中對應於相同實際環境的子集合的方法。(2) 具有結構一致性的地圖更新算法研究。針對局部地圖與全局地圖之間的拓撲奇異性問題，提出了基於集合的感測器觀測模型和約束卡爾曼濾波器的地圖更新方法。(3) 室內大尺度非結構環境中SLAM 的實時性研究。研究了SEM 描繪非結構環境輪廓信息的充分性與完備性，提出利用約束卡爾曼濾波器的集元增減算法以提高算法的實時性。針對室內大尺度環境，提出基於分治法的實時性地圖創建與融合算法。(4) 基於混合地圖的SLAM算法研究。針對室內非結構環境，提出了基於特徵地圖和柵格地圖的層次化SLAM算法。本項目的研究對於服務機器人的發展提供了關鍵性的基礎技術，具有重要實際意義。
