适应于搜救环境利用Ad hoc无线网络的机器人SLAM

• 作者: 宋勇 庞豹 张承进 王洪玲
• 来源期刊: 中南大学学报（英文版）
• 关键词: 搜救环境 Ad-WSN局域网 机器人SLAM 分布粒子滤波器算法 探索区域面积覆盖
• 年，卷（期）: 2018,（12）
• 页码范围: 3033-3051
• 页数: 19页
• 字数: 1079字
• 语种: 英文

摘要

本文提出了一种基于移动Ad hoc局域无线传感器网络(Ad-WSN)的创新型多机器人同时定位与地图创建(SLAM).通过装备无线连接模块RS232/485的多机器人作为移动的节点,将机器人车载各种传感器、Tp-link无线局域网卡和Tp-link无线路由器等部署覆盖到整个探索环境区域;具有内置工业PC(IPC)的主机器人和完全自主控制系统,通过使用该移动Ad-WSN无线传感器局域网,与多机器人交换信息以自主执行SLAM任务;位于安全环境的远程控制中心可以监控现场多机器人SLAM执行情况,并能够对机器人提供直接运动控制,以保障恶劣环境下机器人的运行安全.移动Ad-WSN无线传感器局域网弥补了在搜索和救援(SAR)环境中,机器人执行SLAM任务时通常GPS定位信号的易变或缺失.灾后SAR环境中,信息交换网络通常不存在或不可靠,搜救现场充满障碍物.为了适应恶劣SAR环境的苛刻条件,本文提出的多机器人自组织移动Ad-WSN局域网能够完全自主执行SLAM过程,同时提高了搜救兴趣目标(OOI)辨识、SLAM信号的探索区域面积覆盖性能.定位和地图构建信息可以通过该移动Ad-WSN无线局域网在多机器人之间,以及与远程PC控制中心之间进行传输和通讯.因此,自主机器人能够在与多随从机器人交换信息的同时运行SLAM算法,并通过该无线局域网与远程PC控制中心交换信息.仿真和实验验证了自主机器人移动Ad-WSN无线局域网SLAM适应探索区域面积覆盖、搜救目标定位标记、运动轨迹闭环重访点检测等适应灾后SAR环境的改进性能.