利用激光雷达强度进行机器人导航

我们提出多层强度图，一种用于机器人感知与自主导航的新型 3D 物体表示。强度图由多个堆叠的 2D 栅格地图层组成，每层均源自对应特定高度区间的反射点云强度。强度图的不同层可用于同时估计障碍物的高度、密实度/密度与不透明度。我们证明，强度图有助于在室内外环境中准确区分可安全穿越的障碍物（如串珠/线帘、柔韧的高草）与必须避开的障碍物（如玻璃墙等透明表面、灌木、树木等）。此外，为处理狭窄通道并穿越密集环境中的非实体障碍物，我们提出一种基于障碍物密实度与机器人期望速度方向自适应膨胀或放大强度图上所检测障碍物的方法。我们利用真实的 Turtlebot 与 Boston Dynamics Spot 机器人在真实狭窄密集环境中展示了这些改进的导航能力。我们观察到成功率显著提升至 50% 以上，归一化轨迹长度最多减少 9.5%，且相较于当前使用其他传感器模态的导航方法，F 值最多提升 22.6%。