中国惯性技术学报 ›› 2022, Vol. 30 ›› Issue (1): 96-103.doi: 10.13695/j.cnki.12-1222/o3.2022.01.014

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基于变分贝叶斯优化的近邻采样 PF-SLAM 算法

  

  • 出版日期:2022-02-15 发布日期:2022-10-24

  • Online:2022-02-15 Published:2022-10-24

摘要: 针对移动机器人同时定位与地图构建(SLAM)中观测噪声随时间变化及粒子滤波(PF)中粒子多样性易丧失问题,提出基于变分贝叶斯优化的近邻采样PF-SLAM算法。采用高斯混合模型对时变的观测噪声建模,使用变分贝叶斯方法,迭代估算出混合模型中的未知参数;同时根据粒子权重将粒子划分为保留粒子和调整粒子,通过两种粒子间的近邻位置分布关系优化调整粒子位置,在处理时变观测噪声同时,解决粒子多样性丧失问题,使得优化的粒子集更好地表示机器人位置概率分布。实验表明,改进算法与传统PF-SLAM算法相比,定位与建图误差降低76%,较期望最大化算法下的定位与建图误差降低了54%,进一步验证了所提算法的可行性与有效性,为移动机器人同时定位与建图提供一定参考。