用于环境建图与拓扑匹配的平均外向通量骨架

我们考虑如何通过在线过程直接提取初始未知的二维环境的道路图（也称为拓扑表示），该过程鲁棒地计算其边界的收缩。在本文中，我们首先呈现拓扑图的在线构建以及用于将机器人引导至最近未探索区域的控制律的实现，该内容首次发表于[1]。所提出的方法允许机器人在部分构建的地图上定位自身，计算通往环境未探索部分（边界）的路径，在机器人完成环境探索时计算鲁棒的终止条件，并实现闭环检测。所提出的算法为机器人导航需求生成平滑安全的路径。所呈现的方法是一种任意时刻算法，其优势在于它允许从激光扫描数据主动创建拓扑图，随数据获取而进行。我们还提出了一种基于启发式的导航策略，其中机器人被导向拓扑图中通向空旷空间的节点。然后我们通过提出一种拓扑匹配算法扩展了[1]中的工作，该算法利用了特定谱对应方法[2]的优势，以匹配由我们的拓扑生成算法所生成的映射环境。在此，我们专注于实现一个可用于利用AOF骨架匹配映射环境拓扑的系统。在两张给定地图及其AOF骨架的拓扑匹配中，我们首先在不同环境的AOF骨架上找到点之间的对应关系。然后我们对环境自身的（2D）点进行对齐。我们还基于提取的AOF骨架及其拓扑，以对应点之间匹配误差之和，计算两个给定环境之间的距离度量。