智能服务机器人环境描述方法：度量地图

环境信息在机器人自主导航中占据着举足轻重的位置，拥有准确的和全局一致的环 境表示一直是许多研究者关注的热点。

度量地图按照距离描述世界，地图中的距离对应实际世界中的距离。度量地图的典型例子如城市的比例地图和建筑物的CAD 图。对移动机器人来说，可以度量机器人到墙或门的距离等。因此，度量地图应用于需要准确度量信息的场合，如准确的自定位和优化 的路径规划。度量地图又可被分成两种：栅格地图和几何地图。

栅格地图

基于栅格的地图表示方法由Moravec 和Elfes 提出51],在移动机器人的地图创建中应 用Z为广泛。它的原理是将整个环境分成若干大小相同的栅格，每一栅格代表环境的一 部分，并包含一个表示该单元格被占据可能性的概率值，如图所示。

栅格地图易于创建和维护，对某个栅格的感知信息可以直接对应环境中的某个区域， 特别适于处理声纳测量数据。但是环境空间的分辨率与栅格尺寸的大小有关，增加分辨 率将要增加运算的时间和空间复杂度。

几何地图

基于几何信息的地图表示方法是指机器人收集对环境的感知信息，从中提取更为抽 象的几何特征，例如线段或曲线，使用这些几何信息描述环境[54]。这种表示方法更为紧 凑，且便于位置估计和目标识别。

也有些方法提取的几何特征更为形象化，将环境定义为 面、角、边的集合或者墙、走廊、门、房间等，如图1.53所示。几何信息的提取需要对感知 信息作额外的处理，且需要一定数量的感知数据才能得到结果，并且几何地图所提取的特 征对传感器的误差和环境的不确定性比较敏感。