仪器仪表学报

作者：陈晨，王金玉，尤波，李佳钰，张淑珍

单位：陈晨,哈尔滨理工大学自动化学院哈尔滨150080,,王金玉,哈尔滨理工大学自动化学院哈尔滨150080,,尤波,哈尔滨理工大学自动化学院哈尔滨150080,,李佳钰,哈尔滨理工大学自动化学院哈尔滨150080,,张淑珍,哈尔滨理工大学自动化学院哈尔滨150080,zhangchen@lut.edu.cn,

关键词：足式机器人;环境信息感知;改进体素滤波;多维环境地图

基金：国家自然科学基金（52205013,52265065）、黑龙江省自然科学基金（LH2024E077）、黑龙江省普通高校基本科研业务费专项资金（2022-KYYWF-0122）项目资助

针对野外环境下足式机器人视觉感知外部环境变化过程中所存在的环境信息感知维度单一、稠密地图创建效率低下、非稠密地图环境细节信息缺失等问题，故提出一种基于机器视觉的全局大尺度、局部高分辨率足式机器人多维环境地图创建方法。该方法采用视觉同时定位与地图构建（SLAM）算法结合RGB图像和深度信息，实现相机位姿估计并生成环境点云，进一步，通过改进体素滤波降低点云密度，并利用射线投影创建虚拟点的方式，实现全局大尺度、局部高分辨率的环境几何维度地图创建。在此基础上，针对野外足式机器人对环境物理维度信息的感知要求，通过改进SegNet网络实现野外地表环境的高精度语义分割，并进一步利用地表光学特征与表面结构特征，通过决策模型建立地表语义向地表物理层属性参数的映射，从而实现地表物理维度地图的创建。最终，通过地表几何维度地图与物理维度地图的融合，生成野外足式机器人多维环境地图。通过所开展的实物平台地图创建试验对所提出的地图创建方法进行合理性及有效性验证，试验结果表明，所提出的多维环境地图创建方法相比于传统地图创建方法，在建图性能、环境关键信息提取以及感知维度等方面，均具有明显优势，更加适合足式机器人在野外环境下运动时对环境信息的非接触式全面理解，从而提高足式机器人的野外运动环境适应性。

来源：2025年第12期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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