基于Web的地图服务引擎的设计与实现

论文结合实时栅格地图渲染引擎和矢量地图发布引擎的优点,提出一种新的基于Web的地图服务引擎的设计方案和实现过程,并采用栅格地图预渲染入库的方式,显著地改善了引擎的性能和完善了引擎的功能.采用该引擎的GIS系统已经应用于视频监控系统中,效果良好.     

栅格地图技术与VML融合的WebGIS研究

融合栅格地图技术与矢量标记语言（VML）来解决目前WebGIS应用中存在的响应速度慢等不足,主要研究如何充分发挥二者的优点,构建一个面向企业应用的WebGIS系统,探讨了系统架构设计、WebGIS的数据转换和存储、栅格地图制作、开发包等关键技术。最后,将栅格地图技术与VML融合的WebGIS应用到佛山市水污染监控与应急反应系统中,取得良好的效果。     

基于机器人服务任务导向的室内未知环境地图构建

针对室内移动机器人的服务任务,提出一种包括全局语义层、区域规划层、局部空间层的3 级室内环 境地图,使机器人不仅掌握面向导航的环境平面结构,而且还了解局部复杂空间的3 维栅格地图及描述房间和物品 功能及关联、归属关系的语义信息．首先,机器人依据视觉获得的深度信息及QR 码标签提供的物品操作功能信息 进行3 维栅格地图和物品功能图的构建,形成局域层空间描述．其次,基于贝叶斯估计算法构建区域层的2 维栅格 地图,同时形成无向加权图,构成区域规划层．最后,基于谱聚类算法构建具有房间分割功能的拓扑地图,结合物 品功能图,获得房间功能及房间之间关联关系、物品与房间归属关系等的语义信息,形成全局语义拓扑地图．仿真 试验表明,环境地图的3 级结构适用于室内机器人的服务任务,可以理解人的语义命令,生成合理的服务路径,并 确保机器人在复杂环境中安全运行．     

基于D-S信息融合的水下机器人地图构建

针对未知动态环境中自治水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)的路径规划问题,给出一种基 于D-S (Shafer-Dempster)信息融合的水下栅格地图构建算法.首先通过建立一个声纳传感器模型,将声纳数据转换成栅格的信度函数分配值;接着应用D-S证据理论信息融合算法更新地图数据,从而构建出水下动态栅格地图;最后通过真实地图与融合构建地图比较,说明D-S融合算法在地图构建中的可行性.     

基于超声波的移动机器人的同时定位和地图构建

为了在移动机器人SLAM过程中得到更精确的定位和二维地图构建,对一种利用超声波传感器信息进行栅格地图创建的方法提出了改进;该方法利用Bayes法则对信息进行融合,利用粒子滤波和航位推算相结合的方法对机器人进行精确定位和创建地图,然后利用移动的栅格法进行地图的全局更新,提出了一种地图的校验方法;通过实验,在粒子数为200的情况下分别得到了算法改进前和改进后的地图构建结果,通过比较,证明了使用该算法进行移动机器人定位和地图构建更加精确。     

基于蜂窝地图的步进式机器人路径规划

针对在智能空间中步进式机器人的移动问题,本论文对基于蜂窝地图的步进式机器人路径规划问题进行了较为深入的研究。在硬件系统设计与实现的基础上,重点研究了1.蜂窝栅格地图创建,给出由步进式机器人运动量推算出其所在栅格编码值计算方法,极大方便了系统中机器人蜂窝地图构建。2.基于蜂窝栅格地图的局部路径规划,分析并解决了由于蜂窝地图高度对称性带来的"死角"和"死圈"问题,总结了局部路径规划具有减小所需存储空间、提高系统实时性的优势,和规结果往往只是局部最优这一不足。3.基于蜂窝栅格地图的全局路径规划,根据整个步进式机器人系统定位精度要求,利用遗传算法规划出全局最优路径,并在仿真平台上得以实现。最后还分析了不同空间复杂度的栅格地图对于全局路径规划结果的影响。     

基于免疫自适应遗传算法的机器人栅格地图融合

融合各机器人独自创建的环境地图,实现信息共享,是提高分布式多移动机器人系统环境探索效率的关键.研究了在没有公共参考坐标系及机器人相对位置信息未知情况下的栅格地图融合问题,提出了一种基十免疫自适应遗传算法的栅格地图融合方法,该算法把反映两个栅格地图重叠区域相异程度的优化函数作为抗原,每个可能的平移、旋转平面转换对应一个抗体.仿真结果表明了该算法可以较快的收敛速度和较强的全局搜索能力,搜索到两个栅格地图的最佳重叠区域,实现地图融合.     

占据栅格地图的最佳栅格大小与地图精度

针对占据栅格地图最佳栅格大小缺乏理论计算方法的问题,提出了以准确度与信息量为变量的代价函数来评估占据栅格地图的精度,从而获得最佳栅格大小的方法.首次提出了以"有义地图率"来表征占据栅格地图准确度的新概念,并通过数学推导给出了有义地图率的理论计算方法,揭示了栅格大小、传感器精度与有义地图率之间的关系,并以栅格数量来表征地图信息量.最后,通过仿真验证了有义地图率计算公式的正确性,同时通过RplidarA2雷达测扫实验验证了所提出的最佳栅格大小计算方法的正确性,进一步证实了有义地图率是地图的一种本征属性.     

温室移动机器人复合栅格地图构建方法研究

针对温室环境中机器人依靠自身携带的传感器无法获取全面的环境信息,从而常导致路径规划错误的问题,提出了一种结合外部传感器系统获取温室环境信息,构建复合栅格地图的方法。首先,利用无线传感器网络定时采集对机器人通过性有影响的温度、湿度环境信息,并发送给机器人;其次,当温度或湿度数据的变化率达到设定阈值时,机器人利用阈值分割和插值法分别建立温度和湿度栅格地图;最后,将温度栅格地图、湿度栅格地图和室内障碍物物栅格地图相结合,构建动态更新的复合栅格地图。经测试,采用常规A*算法规划路径时,基于环境数据变化率阈值设定为±10%的复合栅格地图的成功率和完成时间,分别是基于普通栅格地图成功率的2.5倍,和1.05倍。结果表明,复合栅格地图能提高路径规划的成功率,并且不会由于动态更新复合栅格地图,导致机器人响应时间明显增加,实时性能满足系统的实际需求。     

基于遗传算法的多机器人协作建图方法*

现有多机器人协作构建地图的方法对环境和机器人位置信息有着较高要求,因而在实际应用中存在一定局限性。针对这一问题,提出了一种基于遗传算法的改进方法。该方法采用独立探索、集中建图的探索策略,对环境建立局部栅格地图并予以融合。在地图融合过程中,无须考虑机器人位置信息,而是以栅格地图相似度为度量标准,利用改进的遗传算法快速、高效地搜索各局部地图之间的最大重叠部分,进而予以融合。实验结果验证了该方法的可行性和有效性。