基于激光雷达与改进AMCL的爬壁机器人定位方法

摘要：

锅炉爬壁机器人在实际应用中存在轮式编码器与惯性测量单元(IMU)使用受限,车轮与金属水冷壁之间容易打滑等问题.针对以上因素导致机器人全局定位与位姿跟踪性能下降,提出一种基于激光里程计与改进自适应蒙特卡洛(AMCL)的全局定位方法.首先,使用基于PL-ICP方法的激光里程计替代传统轮式、惯性里程计;然后将遗传学中DNA交叉变异的思路引入AMCL的粒子迭代过程中,提出一种遗传算法改进的自适应蒙特卡洛定位方法,缓解AMCL粒子贫化导致位姿跟踪性能下降和恢复定位速度慢的问题.经实验验证,该方法的绝对定位误差控制在12.7 cm,精度较普通AMCL方法提升32.4％;该方法在机器人发生轻微打滑时定位结果几乎不受影响,发生较大滑动时恢复定位的速度较普通AMCL方法提升35％.

关键词：自适应蒙特卡洛、PL-ICP、遗传算法、粒子贫化、位姿跟踪

所属期刊栏目：43

分类号：TN249;TH865(光电子技术、激光技术)

资助基金：教育部长江学者和创新团队发展计划项目;北京信息科技大学促进高校内涵发展科研水平提高项目

在线出版日期：2023-04-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：220-227