基于超聲波定位的機(jī)器人路徑規(guī)劃.pdf

1、隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用,移動(dòng)機(jī)器人漸漸走入人們的家庭生活。移動(dòng)機(jī)器人在室內(nèi)環(huán)境的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃成為其研究的一個(gè)重要方向。室內(nèi)環(huán)境包括家庭、敬老院、博物館、機(jī)場(chǎng)、倉(cāng)庫(kù)、養(yǎng)殖場(chǎng)等,移動(dòng)機(jī)器人想在室內(nèi)運(yùn)動(dòng),需要定位系統(tǒng)提供自身位置信息、環(huán)境信息和路徑規(guī)劃。
　　 本課題綜合多項(xiàng)技術(shù),面向?qū)嶋H應(yīng)用在技術(shù)應(yīng)用方法上做出了一定的創(chuàng)新工作,改進(jìn)了路徑規(guī)劃,完成了室內(nèi)定位系統(tǒng)的研發(fā)和室內(nèi)環(huán)境信息的建模。并通過(guò)仿真和實(shí)際機(jī)器人完成了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。具

2、體工作分為以下幾點(diǎn):
　　 設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了超聲波定位系統(tǒng)的硬件部分和通信協(xié)議,選擇三邊測(cè)量法完成受控物體在運(yùn)動(dòng)空間的位姿計(jì)算。此處選受控對(duì)象為機(jī)器人,也可以是人、動(dòng)物及需要定位和獲取相關(guān)信息的移動(dòng)物體等。
　　 提出建立未知環(huán)境地圖的方法。機(jī)器人在位置已知的情況下,沿工作環(huán)境邊緣行走一個(gè)封閉的曲線,對(duì)環(huán)境的大小進(jìn)行一個(gè)全面的感知,建立環(huán)境的輪廓,用柵格法表示。最后在未知環(huán)境柵格化的基礎(chǔ)上應(yīng)用深度優(yōu)先算法遍歷整個(gè)可行的工作空

3、間,搜索出所有的可行路徑的同時(shí)也就知道了所有的障礙物,建立了室內(nèi)環(huán)境地圖。
　　 改進(jìn)經(jīng)典A*路徑搜索算法,實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人了從起點(diǎn)到終點(diǎn)的全局最優(yōu)路徑規(guī)劃。該路徑搜索算法考慮了機(jī)器人在行走過(guò)程中的轉(zhuǎn)向問(wèn)題,節(jié)省機(jī)器人行走時(shí)間,降低行走難度。
　　 利用實(shí)現(xiàn)的超聲波定位系統(tǒng)采集試驗(yàn)數(shù)據(jù),計(jì)算移動(dòng)物體位置,驗(yàn)證系統(tǒng)的可靠性。通過(guò)仿真驗(yàn)證了本課題提出的未知環(huán)境的建模和改進(jìn)的A木路徑規(guī)劃算法的正確性。最后通過(guò)MT-R機(jī)器人完成全局