基于分布式时差飞行传感器的连续机器人定位

环境的定位与映射是任何 operating in unstructured environments（在非结构化环境中运行的机器人）的关键任务。时差飞行传感器（Time-of-Flight, ToF，诸如激光雷达）在移动机器人领域已证明有用，高分辨率传感器可用于同时定位与映射。然而，在软体和连续机器人中，这些高分辨率传感器尺寸过大，难以实际应用。结合此机器人的可变形特性，连续机器人（CR）在非结构化环境中的定位与映射问题尚未得到充分关注。本文提出一种CR定位技术，依赖于沿机器人长度分布式的小型低分辨率ToF传感器。通过融合测量信息与机器人形状先验，我们展示尽管每个传感器都可能经历频繁的退化情形，仍可实现精确定位。在53cm长的机器人上，我们实现了在所有实验条件下平均2.5cm的位置误差和7.2°的旋转误差。我们展示结果在多个环境中均可复现，包括仿真和实际实验，并研究了对先验地图偏差的估计鲁棒性。