为了更好地表示环境模型,加入度量信息来补偿拓扑信息,这样的地图表示方法既具有拓扑地图的G效性,又具有度量地图的一致性和准确性。混合地图的应用 一般采用分层结构:先利用上层的拓扑地图实现粗略的全局路径规划,然后利用底层的度量地图实现准确的定位并优化生成的路径。
混合地图的思想Z早出现在20世纪70、80年代的文献中,但直到Z近才引起了越来 越多研究者的注意,成为机器人领域的一个研究热点。Z容易理解的混合地图是由Kuipers 提出的[58,源头可以追溯到他在20世纪70年代关于空间知识推理能力和认知地 图的研究⁵9,空间知识在语义层(Spatial Semantic Hierarchy,SSH)中被表示,并且包含 拓扑地图和度量地图层。 SSH 是许多研究方向的基础,如文献[60]提到拓扑层中的节点 用不同的测量创建,每一个节点都有嵌入的度量信息。因此,度量地图可以在拓扑地图创 建完毕创建,到现在SSH 已经得到了不断的改进和发展。
有的混合地图采用小的特征地图与简单拓扑图连接的方式,这种结构主要关心的是 特征地图的大小方便、适中,拓扑图仅起连接这些度量地图的作用,并不对应环境结 构[61]。在此基础上,有的研究者对拓扑图进行了扩展,使其包含对应环境结构的节点,如 Tomatis 提出的拓扑节点对应房间或者走廊的通路,每一个房间有一个相关的度量地图, 拓扑边包含在两个节点之间被探测到的路标信息[62。 Lisien 提出了一种面向 SLAM、导 航和探测的拓扑度量混合地图-分层Atlas(the Hierarchical Atlas)[63,其中,拓扑图基于 简化的Voronoi 图创建,拓扑图的节点对应走廊的交叉口等地方,并且度量地图采用特征 地图。Yamauchi 提出了一种混合地图,其中的拓扑图较为复杂,节点并不对应环境结构, 而是指没有被障碍物占有的空闲区域。
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