栅格地图

摘要： 为可靠地实现室内移动机器人自主导航、巡航等功能,提出并实现一种在机器人操作系统(ROS)环境下,基于激光雷达的室内移动机器人定位导航系统。系统主要包括激光雷达数据的预处理,基于粒子滤波的Gmapping算法构建栅格地图,自适应蒙特卡罗定位用于室内移动机器人的重定位。A^(*)算法作为全局路径规划算法,动态窗口法(DWA)为局部路径规划来实现室内机器人的自主导航、巡航等功能。实际验证表明:该室内移动机器人系统具有可行性与稳健性,克服目前移动机器人系统可移植弱、难扩展等问题。

摘要： 介绍了栅格地图数据网络化分发技术设计及其应用,实现了地图引擎和地图数据的解耦。通过研究栅格地图数据结构和OGC接口标准,提出一种基于微服务的地图服务框架,设计了面向网络的卫星影像、地形高程数据解析算法和Restful分发接口,该技术可为多源异构地图引擎提供地图数据源及服务。经过试验,机载GIS引擎及非嵌GIS引擎均可调用、显示该服务,该技术可广泛应用于机载后舱、地面站、网信体系等领域,未来网络条件成熟也可应用于机载前舱。

摘要： 针对线控四轮转向汽车自主代客泊车路径规划问题,提出了一种对动态障碍物具有自适应能力的自主代客泊车路径规划方法。首先,采用栅格地图描述停车场环境信息,将连续状态空间中的自主代客泊车路径规划问题转化为离散状态空间中的自主代客泊车路径规划问题,并采用各向同性的圆形结构元素对栅格地图进行膨胀处理,使规划的自主代客泊车路径与障碍物之间保持一定的安全距离。随后,采用D*Lite算法规划出对动态障碍物具有自适应能力的全局自主代客泊车路径,并采用动态窗口法和圆弧-直线组合方式沿着全局路径规划出满足线控四轮转向汽车运动学和机械约束的局部自主代客泊车路径,引导汽车安全无碰撞地进入斜向泊车位。最后,通过仿真验证所提方法的可行性,结果表明:所提出的方法可以在动态障碍物存在的自主代客泊车场景中规划出安全无碰撞的可行路径,引导汽车进入目标斜向泊车位。

摘要： 为了提高复杂环境下移动机器人路径的安全性,缩短搜索时间和路径长度,文中提出一种调和A*算法与七次样条插值曲线融合的路径规划方法。首先进行避障设计,在栅格地图下通过消除对角线与障碍物碰撞的路径提高A*算法的安全性;其次引入余弦方向因子改进启发式函数,通过约束搜索方向来减少搜索节点从而提高实时性;最后采用七次样条插值函数对路径进行平滑处理,形成一条连续的移动机器人行驶路径。经Matlab仿真验证,相较传统A*算法,文中算法有效地减少了27.05%的搜索节点,缩短了33.97%的搜索时间和3.63%的路径长度,提升了路径的搜寻效率,说明文中方法有效、可行。实验结果表明,改进的A*算法具有较快的收敛速度,能更快速地得到移动机器人最优路径,更符合实际的应用场景需求。

摘要： 针对单AGV路径规划时,A^(*)算法的启发函数采用曼哈顿距离时遇到障碍物会出现局部绕行这一问题,将带有障碍物的栅格地图作为环境模型,研究出两种改进A^(*)算法的路径规划方法。第一种方法是在遇到障碍物时将启发函数中曼哈顿距离换成欧氏距离,利用欧氏距离规划路径代价最小的特性避免绕行;第二种方法通过比较AGV遇到障碍物的位置与障碍物左右两端距离大小,通过规定行驶方向避免绕行。仿真结果表明,两种方法均可以在单AGV遇到障碍物时避免绕行,有效地减少了行驶时间,也使得路径更加平滑,提高了AGV的运行效率。

摘要： 针对蚁群算法在智能车辆避障路径规划中存在拐角多、收敛速度慢的问题,通过对基本蚁群算法的启发函数和信息素浓度更新模型改进,提出一种基于A*蚁群融合算法的避障路径规划方法。首先,利用A*算法估价函数和转弯拐角惩罚因子,构造了一种增强型启发函数,以引导算法对目标点的感知,减少路径搜索的盲目性,提高规划路径平滑度;其次,提出一种基于拐角惩罚因子的自适应信息素浓度增量模型,以提高全局收敛速度。最后通过基于复杂障碍环境的栅格地图仿真分析证实了算法的有效性。

摘要： 目前煤矿水泵房排水设备的巡检工作仍需要人工完成,存在工人巡检懈怠,巡检不及时,巡检不到位,巡检结果数字化不便等问题。结合里程计定位技术、轮式移动机器人导航和避障技术,以ROS机器人开发平台为基础,研究了一种适用于井下水泵房环境的巡检机器人全局路径规划与跟踪算法,可实现巡检机器人在无人为干预,无磁轨、线缆或GPS辅助的情况下按照设定的路径自主移动完成水泵房设备的巡检工作。首先根据水泵房的平面图建立二维栅格地图,通过PRM路径规划算法在建好的二维栅格地图中规划一条经过所有检测点和行进点的无障碍路径,接着通过Pure Pursuit路径跟踪算法计算巡检机器人沿该路径行走需要的实时线速度和角速度,将其发送给巡检机器人运动控制器,然后控制器根据雷达数据实时监测机器人10 cm范围内障碍物情况,决定巡检机器人是否采用当前的线速度和角速度沿规划路径行走,最后在机器人到达检测点后对排水设备进行拍照和运行数据的采集。通过对巡检机器人的模拟实验结果分析得出:巡检机器人能够避开路径上的障碍物,准确到达巡检点,机器人实际位置平均误差为4 cm,姿态角度平均误差为0.095 rad,满足机器人巡检工作的要求。

摘要： 为解决蚁群算法规划路径质量差、收敛速度慢的问题,探索改进蚁群算法,实现自动驾驶车辆的路径规划。引入贝塞耳曲线函数,利用目标节点构造一种全局启发函数,以提高算法全局搜索能力,改善规划路径转向的平滑性;提出一种基于动态调整的信息素更新策略,使算法自适应调整信息素的强度,引导优化过程快速向全局可行最优解收敛。通过基于栅格地图环境的仿真分析验证算法的有效性。

摘要： 随着移动机器人在各个领域的研究与发展,人们对移动机器人路径规划的能力提出了更高的要求;为了解决传统的深度Q网络算法在未知环境下,应用于自主移动机器人路径规划时存在的收敛速度慢、训练前期产生较大迭代空间、迭代的次数多等问题,在传统DQN算法初始化Q值时,加入人工势场法的引力势场来协助初始化环境先验信息,进而可以引导移动机器人向目标点运动,来减少算法在最初几轮探索中形成的大批无效迭代,进而减少迭代次数,加快收敛速度;在栅格地图环境中应用pytorch框架验证加入初始引力势场的改进DQN算法路径规划效果;仿真实验结果表明,改进算法能在产生较小的迭代空间且较少的迭代次数后,快速有效地规划出一条从起点到目标点的最优路径。

摘要： 针对粒子群算法应用于连续模型时难以处理离散性的问题,运用二进制粒子群算法搭配栅格地图,提高路径规划的效率,降低算法复杂度。融合算法用于路径规划,避免了早熟收敛并陷入局部最优解的问题,调节算法的局部收敛和全局规划能力。仿真结果表明,该算法能够获得全局最优路径。

摘要： 火星车路径规划是实现火星车完成预定探测任务的关键.针对传统路径规划方法A*法以及D*法的缺陷,改进并且得到一种快速高效的全局路径规划算法,之后结合合适的局部避障算法,得到一种基于栅格地图的完整地火星车路径规划方法,最后通过仿真验证此方法的有效性及合理性.

摘要： 针对移动机器人在未知环境中导航时由于机器人本身位置不确定、所处环境不可预知等问题，提出了一种在栅格地图中基于改进粒子滤波的SLAM定位算法。首先利用贝叶斯规则更新环境信息；然后利用改进粒子滤波对机器人进行定位，地图更新和机器人定位交替进行，直到将整个环境探测完毕。仿真结果表明：该算法在SLAM中增强了实时性，比较精确地估计出机器人的位姿，同时创建的栅格地图具有较高的精度，为机器人定位与地图构建的研究提供了一种可行性方案。

摘要： 数学基础是地图的主要特征之一,不同地图数据之间的融合需要解决地图投影变换的问题.对于纯粹的地理信息之间的投影变换,其原理和方法都已非常成熟,但是对于栅格地图而言,有其独特性,需要进行特殊分析和处理.rn 栅格数据(DRG)是地图数据的一种组织和存储方法,数学基础隐含在栅格信息中,对栅格数据的任何变换,都会影响地图的完整性或科学性.就投影变换而言,要想保证投影的正确,又不破坏地图上地理信息的连续性和完整性,就要从原来栅格数据中尽可能提取相关信息,构成新的地图.从某种意义上说,栅格地图投影变换可以看成是地图投影变换+图像处理的综合过程.rn 在变换过程中,新图的图幅大小控制、栅格数据的取样以及转换过程的质量控制,是需要研究的关键技术.由于投影变换后,地图形状有时会发生极大变化,新图的图幅大小可以固定某个值或根据图廓线的变化范围来确定.新图信息的取样是保证信息连续、完整、不断裂的关键,可以采用图像变换的相关方法.从实践来看,不管是国内地图还是国外地图,通过本文提出的方法,转换后质量分析的结果都满足用户的要求.

摘要： 在由SLAM建立的确信度栅格地图的支持下，针对复杂环境下的移动机器人实时路径规划问题，提出了障碍物直线扫描检测及回避算法LGODAM(Line-Generating Obstacle Detecting and Avoidance Method)。LGODAM算法可用于任意外轮廓形状障碍物的检测及回避，很好地解决了极小值陷阱问题，并可在机器人移动的过程中将全局路径规划问题实时地分解为一系列阶段性的局部路径规划问题。还有机结合并应用了统一矢量场局部导航方法。仿真结果表明，通过使用LGODAM算法，移动机器人能以稳定、光滑、合理、无振荡的路径快速运动到目标点处。

摘要： 本文针对室内清洁机器人的特殊工作环境,提出了一种环境区域划分与遍历方法;该方法基于栅格地图来描述环境,对环境地图进行分区,通过自由区域联结图广度优先搜索及深度优先遍历(WSDC)形成方形区域遍历顺序,对机器人遍历环境的路线进行导航.实验研究表明栅格地图表示环境对于区域划分与区域表示更容易;采用WSDC算法产生的区域遍历顺序导航机器人运动,可以减少机器人的运动距离,提高工作效率。

摘要： 为进一步利用自动气象站所观测的大量数据,以Delphi2010为开发环境,采用TatukGIS地理信息系统开发控件,通过查询所获取的各类自动观测数据结合矢量及栅格地图,实现了全市自动气象站资料的显示、色斑图绘制、雷达图叠加、数据分析等功能,为台站业务人员提供了一个较好的自动气象站数据分析平台及中小尺度灾害性天气监测平台.

摘要： 本文以声纳作为环境感知传感器，设计并实现了一种室内环境下基于概率栅格的移动机器人建图方法。具体而言，论文首先提出了一种实用的栅格地图系统框架;接着，针对声纳数据的特点，论文设计了一种基于概率特征的声纳模型，并通过Bayes法则实现了多声纳数据的有效融合，形成了机器人视角的局部特征地图;然后，在此基础上，论文利用局部地图信息结合坐标变换和Bayes法则完成了全局地图的创建与更新;最后，论文通过实验结果证明了所设计算法的良好性能。

摘要： 本文研究了移动机器人在湍流环境中定位多个化学羽流源的问题。利用粒子随机行走方法建立动态羽流模型.在此环境中机器人进行梳状搜索并采集羽流数据,使用一种基于后验概率独立假设的改进贝叶斯算法融合这些传感器数据建立一张羽流源位置的概率地图,地图中具有高概率值的栅格指出了羽流源可能的位置.仿真结果说明了该方法的有效性,通过与标准贝叶斯算法的比较说明了该方法优点.

摘要： 使用海量地图数据是很多应用系统的实际需求。目前，ＭａｐＩｎｆｏ产品在国内有很多成功的应用，引起了各行各业信息系统开发人员的重视。很多系统中，已经在使用海量图形数据，并积累了一些宝贵的经验。该文讨论了地图数据的特点，并介绍了如何在ＭａｐＩｎｆｏ Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ环境下组织，使用海量地图数据。

摘要： 本发明适用于自动控制技术领域，提供了一种栅格地图及基于栅格地图的多AGV动态路径规划方法，所述方法包括如下步骤：S1、定时检测当前AGV当前是否处于节点处；S2、若检测结果为是，则将当前所在节点的节点标识更新为占据标识；S3、检测下一节点的节点标识是否为空闲标识，若检测结果为是，则将下一节点的节点识别更新为预定标识，若检测结果为否，则将下一路段的路段权值设为无穷大，规划当前节点至终止节点的行驶路径。仅在下一节点为预定标识或占据标识的情况下，避开一下路段来进行路径规划，减少被锁死的路段，避免路段的浪费；基于路段标识来识别下一路段是否存在冲突，识别方法简单且计算量小。

摘要： 本发明适用于自动控制技术领域，提供了一种栅格地图及基于栅格地图的多AGV调度方法，该地图包括：N*N个等距设置的节点，节点即为路径中的站点，各站点之间双向行驶，站点采用空闲标识、繁忙标识或障碍标识来进行标记；若AGV小车即将到达的站点为中间站点，则采用繁忙进行标识，同时记录即将达到AGV小车的AGV标识；若AGV小车即将达到的站点为终止站点，或AGV小车当前所处的站点为起始站点，则采用障碍进行标识；他站点采用空闲进行标识。基于下一站点的站点标识来进行调控，为了避免AGV等待时间过长，在下一站点为故障时，将当前行驶路径中一下路段的路段权值设为无穷大，则控制AGV重新规划当前站点至终止站点的行驶路径，提高AGV的运行效率。

摘要： 一种矢量地图与栅格地图可交替显示的电子地图装置，涉及电子地图装置，包括用于存储数据的矢量地图模块和栅格地图模块、用于完成栅格地图的经纬度附加的坐标转换模块、用于控制处理模块工作的控制模块、用于处理数据的处理模块、用于显示处理模块传递来数据的显示模块。本发明实现了两种地图的复用功能；可以根据控制模块的指令快速切换两种地图的显示界面，视野差异小，实现无缝衔接，产生较强的对比效果，使用简单方便。

摘要： 本发明提出一种基于栅格地图的多移动机器人系统栅格点前瞻性防死锁动态分配方法，该方法在分配栅格点时，每个栅格点至多只分配给一台移动机器人，能够有效避免移动机器人间发生碰撞。每台机器人每轮最多只能获得预先设置的NC个栅格点，避免造成系统中大量机器人的长时间等待现象，实现了多机器人共享栅格地图的目的，有效提高了多机器人系统整体效率。在分配过程中采用前瞻一步的策略，实时构建系统前瞻一步后的阻塞图模型，应用相应的环路死锁检测与避免方法，有效避免了环路死锁现象。

摘要： 本申请公开了一种栅格地图构建方法、栅格地图构建装置、电子设备及计算机可读存储介质。该方法包括：针对三维探测设备当前已采集的每个点云关键帧，根据预设的高度区间生成与所述点云关键帧对应的虚拟线束测距结果；根据各个所述点云关键帧所分别对应的三维探测设备的位姿及各个所述点云关键帧所分别对应的所述虚拟线束测距结果，维护栅格地图结构表，所述栅格地图结构表用于描述环境栅格地图中的各个栅格的状态；根据所述栅格地图结构表，更新所述环境栅格地图。通过本申请方案，可针对不同高度平面的空间障碍实现栅格地图的高效构建。

摘要： 本申请公开了一种栅格地图构建方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。其中，该方法包括：根据探测设备在环境中采集到的多帧探测数据构建环境mesh模型；针对每帧探测数据，根据该探测数据及指定高度，在环境mesh模型中确定虚拟激光雷达的位置，其中，虚拟激光雷达为通过数据处理而仿真得到的具有激光雷达功能的虚拟设备；以虚拟激光雷达的位置为光源位置，在环境mesh模型中模拟光线投射，其中，投射出的光线平行于环境mesh模型的地平面；在基于各帧探测数据得到对应的光线投射结果后，根据光线投射结果构建环境在指定高度下的栅格地图。通过本申请方案，可以准确地构建环境在指定高度下的栅格地图。

摘要： 本发明公开了一种确定栅格地图中边界线的方法、划分栅格地图的方法、存储介质以及移动机器人，所述确定栅格地图中边界线的方法，包括：获取被划分为障碍物边界区域、可视区域和不可见区域的栅格地图；遍历所述栅格地图，提取出障碍物边界区域中与可视区域的像素点相邻的像素点，并将障碍物边界区域中未被提取的像素点并入不可见区域；根据障碍物边界区域中被提取的像素点形成障碍物边界线，以按照所述障碍物边界线将所述栅格地图重新划分为新的可视区域和不可见区域，能够将障碍物边界区域划分为不可见区域和障碍物边界线，实现了在栅格地图中有效快速地提取出符合要求的边界线的目的。

摘要： 本发明适用于自动控制技术领域，提供了一种栅格地图及基于栅格地图的多AGV调度方法，该地图包括：N*N个等距设置的节点，节点即为路径中的站点，各站点之间双向行驶，站点采用空闲标识、繁忙标识或障碍标识来进行标记；若AGV小车即将到达的站点为中间站点，则采用繁忙进行标识，同时记录即将达到AGV小车的AGV标识；若AGV小车即将达到的站点为终止站点，或AGV小车当前所处的站点为起始站点，则采用障碍进行标识；他站点采用空闲进行标识。基于下一站点的站点标识来进行调控，为了避免AGV等待时间过长，在下一站点为故障时，将当前行驶路径中一下路段的路段权值设为无穷大，则控制AGV重新规划当前站点至终止站点的行驶路径，提高AGV的运行效率。

摘要： 本发明适用于自动控制技术领域，提供了一种栅格地图及基于栅格地图的多AGV动态路径规划方法，所述方法包括如下步骤：S1、定时检测当前AGV当前是否处于节点处；S2、若检测结果为是，则将当前所在节点的节点标识更新为占据标识；S3、检测下一节点的节点标识是否为空闲标识，若检测结果为是，则将下一节点的节点识别更新为预定标识，若检测结果为否，则将下一路段的路段权值设为无穷大，规划当前节点至终止节点的行驶路径。仅在下一节点为预定标识或占据标识的情况下，避开一下路段来进行路径规划，减少被锁死的路段，避免路段的浪费；基于路段标识来识别下一路段是否存在冲突，识别方法简单且计算量小。

摘要： 一种矢量地图与栅格地图可交替显示的电子地图装置，涉及电子地图装置，包括用于存储数据的矢量地图模块和栅格地图模块、用于完成栅格地图的经纬度附加的坐标转换模块、用于控制处理模块工作的控制模块、用于处理数据的处理模块、用于显示处理模块传递来数据的显示模块。本发明实现了两种地图的复用功能；可以根据控制模块的指令快速切换两种地图的显示界面，视野差异小，实现无缝衔接，产生较强的对比效果，使用简单方便。