[發明專利]基于子地圖特征匹配的多機器人SLAM算法

有效

• 申請號: 201910318310.0
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN110119144B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 孫榮川;仇昌成;郁樹梅;陳國棟;林睿
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 蘇州翔遠專利代理事務所(普通合伙) 32251
• 代理人: 陸金星

1.一種基于子地圖特征匹配的多機器人SLAM算法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、采用多個機器人在環境中運動，采集環境信息，并根據信息創建子地圖序列；

步驟2、根據基于特征匹配的方法，對單個機器人創建的子地圖進行匹配，構建單機器人SLAM算法的前端；

步驟3、根據基于特征匹配的方法，對不同機器人創建的子地圖序列進行匹配，將所有匹配結果進行保存；

步驟4、根據步驟3的結果，計算多個機器人之間的相對位姿；

步驟5、根據步驟3和步驟4的計算結果，構建多機器人閉環約束；

步驟6、根據步驟2和步驟5的結果，構建多機器人SLAM算法的前端；

步驟7、多機器人SLAM后端優化；

步驟8、全局柵格地圖創建；其中：

所述步驟2中構建單機器人SLAM的前端具體包括：

步驟21、定義機器人和創建的子地圖序列分別為和；

步驟22、使用基于最大公共子圖的柵格地圖融合算法對單個機器人創建的子地圖進行兩兩匹配；

步驟23、將前后兩幀子地圖的匹配結果和滿足閉環要求的子地圖匹配結果保存，構建單機器人SLAM的前端；

所述步驟5中計算多機器人閉環約束具體為：

步驟51、根據步驟2的單機器人子地圖序列的匹配結果，計算各個子地圖相對于各自機器人坐標系的位姿；

步驟52、根據步驟4的多機器人相對位姿計算結果，將不同機器人子地圖序列的位姿變換到同一坐標系下；

步驟53、將滿足閉環要求的來自不同機器人創建的子地圖的匹配結果保存，作為多機器人閉環約束；

所述步驟7中多機器人后端優化具體為：

使用捆綁調整的思想，對子地圖之間的相對位姿進行優化。

2.根據權利要求1所述的基于子地圖特征匹配的多機器人SLAM算法，其特征在于：所述步驟1中的多個機器人中，其中一個機器人的運動軌跡至少與其余機器人中的一個機器人的軌跡有重疊。

3.根據權利要求1所述的基于子地圖特征匹配的多機器人SLAM算法，其特征在于：所述步驟3中多機器人子地圖序列匹配具體為：

使用基于最大公共子圖的柵格地圖融合算法將來自不同機器人創建的子地圖進行匹配，保存所有的匹配結果。

4.根據權利要求1所述的基于子地圖特征匹配的多機器人SLAM算法，其特征在于：所述步驟4中計算多機器人相對位姿具體為：

根據步驟3的結果，將不同機器人子地圖匹配結果中匹配特征數目最多的結果作為多機器人相對位姿。

5.根據權利要求1所述的基于子地圖特征匹配的多機器人SLAM算法，其特征在于：所述步驟6中構建多機器人SLAM前端具體為：

將單機器人SLAM前端和多機器人閉環約束聯立，構建多機器人SLAM的前端。

6.根據權利要求1所述的基于子地圖特征匹配的多機器人SLAM算法，其特征在于：所述步驟8中的全局地圖創建具體為：

根據步驟7的優化結果，將不同機器人創建的子地圖序列進行拼接，創建全局柵格地圖。