为自主机器人创建和存储2D/3D地图

Question

我已经建造了一辆自动遥控汽车，能够跟踪其位置并扫描其周围的障碍物。然而，我被困在如何存储/创建其环境的地图上。环境的大小不会是固定的，因为机器人探索它可能会发现新的领域。我的背景是导航，所以这部分和确定障碍物是(对我来说)容易的部分。困难的部分是如何存储/访问数据。

最初，我打算使用分辨率为2-5厘米的2D阵列/矩阵，即每个单元在投影到地面时都有2-5厘米宽。然而，这可能会消耗大量内存(它是嵌入式的，所以我现在的资源有限，512mb的RAM，但可能会在原型完成后减少)。此外，我最终将把系统转移到一个四轴飞行器上，这样我就可以在3D模式下工作了。下一个解决方案是创建一个障碍物，它将有一个位置。然而，我不确定如何: 1.跟踪对象的大小和方向，即如何判断对象是一堵墙还是一条桌子腿(无法避开一堵墙，可以绕过一条腿)和2.如何有效地搜索/判断障碍物是否在机器人的方式中。

我正在使用c++，并集成了摄像头和超声波传感器来检测环境。如上所述，我坚持如何有效地存储环境。我希望保留环境信息，无论是保存到文件还是发送到服务器，以便我以后可以使用/访问地图。有没有人对尝试什么有什么建议，或者从哪里开始寻找，这对我来说都是新的？

Answer 1

您可以使用R-Tree，其中您的初始位置是树的根。每次你可以去某个地方，你可以在树上添加你去过的地方。如果可能，您还可以将一些相邻部分融合在一起。

从内存的角度来看，您不受数组/矩阵限制的限制，您只存储有价值的数据。你可以选择存储什么:障碍物还是自由空间。在这种结构中搜索也是有效的。

至于实现，你可以看看r-tree in the boost library。

稍后，如果您希望机器人从一个点移动到另一个点，您甚至可以基于您的树创建一个图，供路径查找算法使用。