基于 UWB 雷达的移动机器人连续障碍物与环境映射集成
机器人学
2026-03-04 v3
摘要
本文提出了一种无基础设施的障碍物检测与环境映射方法，利用安装在移动机器人平台上的超宽带(UWB)雷达。视觉摄像头和光学测距(LiDAR)等传统感知模组在因黑暗、烟雾或反射面导致的视线受阻环境中难以正常工作，而 UWB 雷达在这些视觉受阻的场景中提供了可行的替代方案。为此，本文探讨了机器人载荷 UWB 雷达在无锚点、未知场景下进行环境映射的适用性。研究考察了不同材料(金属、混凝土和胶合板)及 UWB 频道(5 和 9)对信道脉冲响应(CIR)的影响。进一步提出了实现可靠障碍物映射的处理流程，包含三个步骤：1) 基于 CIR 峰值检测的目标识别；2) 基于峰值特征、信噪比及到达相位差的滤波；3) 基于距离估计和到达角估计的聚类。该方法成功降低噪声和多径效应，在多种材料下实现高效障碍物检测。即使在混凝土等低反射场景中，通道 9 也达到了 73.42% 的精确率和 83.38% 的召回率。这项工作为进一步发展无需视觉特征即可实现的 UWB 定位与地图构建(SLAM)系统奠定了基础，与传统 UWB 定位系统不同，它无需固定锚点进行三角定位。
引用
@article{arxiv.2512.01018,
title = {Integration of UWB Radar on Mobile Robots for Continuous Obstacle and Environment Mapping},
author = {Adelina Giurea and Stijn Luchie and Dieter Coppens and Jeroen Hoebeke and Eli De Poorter},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.01018},
year = {2026}
}