[發明專利]一種2D SLAM算法評估及量化方法

在審

• 申請號: 202010891817.8
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112069445A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 劉麗偉;曲達明;朱緒康;趙子君;侯阿臨;李秀華;梁超;楊冬
• 申請（專利權）人: 長春工業大學
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種2D SLAM算法評估及量化方法，其特征在于，所述評估指標包括：歸一化最鄰近距離、均方誤差、結構相似性、柵格占用自由比、邊長總和；

所述2D SLAM算法評估及量化方法，包括如下步驟：

步驟一：分別運行SLAM算法，控制移動機器人運動并生成環境地圖；

步驟二：使用Ostu算法將生成地圖二值化；

步驟三：統計生成地圖墻壁和自由空間所對應的像素數并計算其像素比；

步驟四：進一步的，縮小生成地圖的墻線，計算所有封閉區域的周長；

步驟五：進一步的，將生成地圖和各自的地面真值對齊；

步驟六：計算生成地圖與實際環境的距離、生成地圖與實際環境對應像素差值的均方差，衡量生成地圖與原始圖的相似程度。

2.根據權利要求1所述的2D SLAM算法評估及量化方法，其特征在于，所述步驟一包括以下步驟：

1）創建模擬各種類型地形的3D模型，并且使用插件從這些3D模型獲得地面的實況圖（2D）；

2）使用Gazebo搭建兩組仿真的實驗環境；

3）分別使用Turtlebot3 Burger機器人和Turtlebot3 Burger機器人的模型進行實驗；

4）使用rosbag保存ROS所有主題數據，地圖的分辨率設置為0.05米/像素，柵格地圖以pgm格式保存。

3.根據權利要求1所述的2D SLAM算法評估及量化方法，其特征在于，所述步驟六包括以下步驟：

1）使用knnsearch確定從地面真值圖的每個被占用單元到結果圖中最近單元的距離，根據公式計算歸一化最鄰近距離，式中：N是占用柵格的數量；

2）根據公式計算均方誤差，式中：x和y分別為生成地圖與地面實況圖，和分別為相應圖像中第行列的像素值；

3）根據公式計算結構相似性，其中和分別是x和y的平均值，和分別是x和y的方差，是x和y的協方差，和是用來維持穩定的常數。