智能服務機器人環境描述方法：度量地圖

環境信息在機器人自主導航中占據著舉足輕重的位置，擁有準確的和全局一致的環 境表示一直是許多研究者關注的熱點。

度量地圖按照距離描述世界，地圖中的距離對應實際世界中的距離。度量地圖的典型例子如城市的比例地圖和建筑物的CAD 圖。對移動機器人來說，可以度量機器人到墻或門的距離等。因此，度量地圖應用于需要準確度量信息的場合，如準確的自定位和優化 的路徑規劃。度量地圖又可被分成兩種：柵格地圖和幾何地圖。

柵格地圖

基于柵格的地圖表示方法由Moravec 和Elfes 提出51],在移動機器人的地圖創建中應 用Z為廣泛。它的原理是將整個環境分成若干大小相同的柵格，每一柵格代表環境的一 部分，并包含一個表示該單元格被占據可能性的概率值，如圖所示。

柵格地圖易于創建和維護，對某個柵格的感知信息可以直接對應環境中的某個區域， 特別適于處理聲納測量數據。但是環境空間的分辨率與柵格尺寸的大小有關，增加分辨 率將要增加運算的時間和空間復雜度。

幾何地圖

基于幾何信息的地圖表示方法是指機器人收集對環境的感知信息，從中提取更為抽 象的幾何特征，例如線段或曲線，使用這些幾何信息描述環境[54]。這種表示方法更為緊 湊，且便于位置估計和目標識別。

也有些方法提取的幾何特征更為形象化，將環境定義為 面、角、邊的集合或者墻、走廊、門、房間等，如圖1.53所示。幾何信息的提取需要對感知 信息作額外的處理，且需要一定數量的感知數據才能得到結果，并且幾何地圖所提取的特 征對傳感器的誤差和環境的不確定性比較敏感。