占有グリッド地図 Occupancy Grid
占有グリッド地図とは、環境を均一な小さな格子に区切り、各格子を障害物・自由空間・未知の三状態に分類した地図で、LiDAR SLAMの代表的な成果物であり、ナビとデバッグ可視化の基礎です。
解決する課題
LiDARが一回転し、各方向に障害物があるかを対応する格子に書き込みます。建図後、ナビアルゴリズムはこの碁盤の上で経路探索と回避を行います。
連続的な実世界を機械が計算できる格子に離散化し、どこが未走査か動的障害かが一目で分かります。
見るべき主要パラメータ
- 格子解像度：一般5cm。細かいほど精密だが地図が大きく処理も重い。
- 値の表現：二値でなく占有確率0〜1で、増分更新しやすい。
- 未知領域：未走査はunknownとし、ナビが積極的に避ける。
- 更新方式：新しい観測をベイズ更新で旧地図に融合。
よくある誤解
誤解：細かいほど良い。解像度を倍にするとメモリ・演算は数倍。多くの場面は5cmで十分。
誤解：一度作れば放置でよい。人の往来や棚の変化は定期更新か動的レイヤーで処理。
誤解：白黒画像が地図。本当のグリッド地図は確率と未知領域を持つ。
関連モデル
Tbotは建図すると占有グリッド地図を出力し、move_base/Nav2でそのままナビ可能です。詳細はTbotプラットフォームへ。
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