蒙特卡洛定位(Monte Carlo Localization, MCL)是一種機率定位方法,它通過使用大量粒子來表示機器人當前位置的不確定性。每個粒子代表機器人可能位於某個位置的假設,其權重根據機器人感測器的讀數更新。MCL的主要步驟包括:
粒子初始化。根據機器人所在環境的先驗知識,隨機生成一組粒子,每個粒子代表一個可能的機器人位置。
運動模型更新。根據機器人的運動模型,對每個粒子進行運動更新,模擬機器人在運動後的可能位置。
權重計算與更新。基於機器人的感知數據(如距離感測器讀數),計算每個粒子的權重,以表示該粒子與當前感知數據的一致性。
重採樣。根據粒子的權重進行重採樣,使得權重較高的粒子被保留,而權重較低的粒子被替換或丟棄,從而使得粒子集更加集中在對機器人位置的準確估計上。
MCL廣泛套用於機器人自主導航和定位,特別是在存在距離感測器(如雷射掃瞄器和聲納感測器)的機器人設備上。MCL的變種,如自適應蒙特卡洛定位(AMCL),通過引入額外的機制來改進算法性能,例如通過引入隨機粒子和KLD採樣來解決粒子冗餘問題,以及通過引入感測器模型來提高動態環境中的定位性能。