3. 配送区域地图采集与栅格地图构建
从传感器数据到可用栅格地图
栅格地图把配送区域离散为固定分辨率的方格，每格用占据概率表示“可通行/障碍/未知”。构建流程分三步：数据采集 → 位姿估计与建图 → 地图可用性检查。本节以一台搭载2D激光雷达的差速AGV为例，配送区域为约20 m × 15 m的仓储—产线通道。
采集参数与传感器配置
| 参数 | 取值 | 说明 |
|---|---|---|
| 激光雷达 | 2D，扫描角270° | 安装高度0.25 m，覆盖AGV前方及两侧 |
| 角分辨率 | 0.5° | 270°对应540个测距点/帧 |
| 扫描频率 | 10 Hz | AGV速度≤0.8 m/s时相邻帧位移≤0.08 m |
| 有效量程 | 0.1–12 m | 超出量程返回无效值，不参与建图 |
| 栅格分辨率 | 0.05 m/格 | 20 m × 15 m → 400 × 300 格 |
| 里程计 | 轮式编码器 + IMU | 提供位姿初值，用于帧间配准 |
采集前先确认雷达安装角度与AGV坐标系一致（x向前、y向左、z向上），否则建图会出现整体旋转偏移。
建图流程与数据流
采用SLAM方式（如Gmapping/Cartographer类方法）在线建图：每帧激光数据经运动畸变校正后，与当前地图做扫描匹配得到位姿修正，再按占据栅格更新模型写入概率。命中障碍的格子概率上升，激光穿过但未命中的格子概率下降，未观测区域保持未知。
地图可用性检查方法
- 墙体闭合检查：在可视化工具中沿配送区域边界走一圈，观察墙体是否连续。若出现断口，通常是该处激光被玻璃/反光面穿透或量程不足，需补采或贴反射标识。
- 通道宽度测量：用地图工具量取最窄通道的像素距离，乘以分辨率0.05 m。例如量得1.6 m，AGV车宽1.2 m，余量0.4 m，满足要求；若量得1.3 m，余量仅0.1 m，需标记为窄通道并限制通行。
- 未知区域统计：检查规划路径经过的格子是否均为已知。若路径穿过未知区域，说明该区域未被激光扫到，需让AGV低速补扫或调整雷达高度。
- 尺度一致性验证：在真实场地用卷尺量取两个固定点距离（如货架到立柱），与地图中对应距离对比。误差超过2%说明里程计标定或分辨率设置有误。
玻璃幕墙、镜面不锈钢和黑色吸光地面是激光建图的常见失效点。若配送区域存在此类材质，应在该处加装反射板或改用视觉辅助建图，否则地图会出现“幽灵通道”或墙体缺失。
建图结果判读示例
假设采集完成后得到如下检查记录（示例数据）：
| 检查项 | 实测/观察值 | 判定 |
|---|---|---|
| 墙体闭合 | 东侧玻璃墙有约1.2 m断口 | 不合格，需补反射板 |
| 最窄通道宽度 | 地图量取1.55 m | 合格（余量0.35 m） |
| 路径未知区域 | 0格 | 合格 |
| 尺度误差 | 实测5.00 m，地图4.92 m，误差1.6% | 合格 |
结论：东侧玻璃墙断口修复后重新建图，其余项通过，地图可用于后续拓扑标注与路径规划。
建图不是一次性的：场地布局变更、货架移位或新增设备后，应重新采集并复检上述四项，避免用过时地图规划路径。