Page 208 - 新形势下电子技术创新与发展

新形势下电子技术创新与发展
Innovation and Development of Electronic Technology under the New Situation

（2）Hector 算法
Hector 系统主要有三个阶段：第一阶段为预处理阶段。首先对传感器获得的
数据信息进行滤波处理，然后通过 CCD 相机提取系统环境的特征值。第二阶段

为匹配信息阶段。传感器不断收集周围环境信息，整个运行环境地图上的每一个
位置坐标都会经过信号的处理，对应到地图中作为每一个点的云数据。然后又通
过相应的数据处理算法，即点云匹配算法来完成实际工况环境和坐标位置点云数
据的一一对应。第三阶段为地图融合阶段。通过将实际工况环境和传感器收集到

的坐标位置点云数据进行对应匹配，我们就可以将传感器获得的新数据依次匹配
到新地图中去，最后实现地图的实时更新。
（3）Cartographer 算法

Cartographer 算法利用的是小累积误差、小计算量的 Scan to Map（帧与子图）
匹配方式。在局部实时定位与地图创建过程中，首先进行目标位置信息获取和
信息数据的处理，经过数据处理后得到相对准确的子图。然后通过多次数据处理
后可以得到多个子图，即全局地图中的局部地图。而在全局实时定位与地图创建
过程中，首先进行整个流程的闭环检测，再对之前数据处理后获得的若干个子图

进行优化。最后通过全局综合计算得到最终的位置和姿态，这种方式的优点非常
突出，可以消除或者避免累计误差的产生，最终获得信息完善的全局地图。由于
Cartographer 算法在回环检测匹配过程中可能会出现特征点缺失，一般可以采用

将原先的频率与子图方法改为子图与子图方法。例如希望在户外相对复杂的环境
进行地图创建，那么就可以使用 Cartographer 算法的方式来进行数据优化，最终
获得更为准确的三维位置坐标数据。另外还可用于设备重定位研究和巡检系统的
开发。
（4）几种算法的比较

针对上述三种算法的比较，我们发现 Gmapping 算法优点比较突出，它的成
本较低，并且容易实现，另外位置坐标点的数量较少且计算量不大，总体来看
是一种相对成熟、普遍应用的导航方式，但它也具备明显的缺点，比如对里程

计传感器要求较高，不适合复杂环境地图的构建。Hector 算法与 Gmapping 算法
相比不需要里程计，可以在较复杂的环境中运用，但由于最终结果与传感器采
集到的初始值关联较大，所以一般选用传感器收集信息时需要高帧率的雷达。
Cartographer算法与其他两种算法相比，因为其具有闭环检测环节，所以精度较高，

·194·