室內(nèi)自主移動機器人沿墻導航研究.pdf

1、自主移動機器人的導航研究一直是移動機器人研究領域的重要課題。通常情況下,移動機器人的運行環(huán)境是未知的,所以移動機器人的導航具有很多的不確定性。本文主要針對移動機器人在未知環(huán)境中的沿墻導航行為存在的不確定性問題,設計了一個基于模糊邏輯的高精度沿墻導航控制器,并通過實驗驗證了控制器的有效性。具體來講,本文所完成的工作主要包括以下幾個方面:
　　首先,簡要介紹了移動機器人導航研究的背景和意義,并對模糊邏輯算法的理論基礎和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行了深

2、入分析。在此基礎上,設計了一個基于模糊邏輯的沿墻導航控制器,并在實驗環(huán)境中實現(xiàn)了移動機器人的沿墻導航行為。相比于傳統(tǒng)控制算法,模糊邏輯能更好地克服了未知環(huán)境帶來的不確定性,但由于缺乏被控對象的精確數(shù)學模型,穩(wěn)態(tài)誤差是一個局限。
　　其次,針對常規(guī)模糊控制器本質(zhì)上存在的穩(wěn)態(tài)誤差局限性和紅外接近傳感器易受環(huán)境噪聲因素干擾的特性,本文從兩個方面來提高控制精度。其一,對控制器的執(zhí)行效率和輸出結(jié)果的連續(xù)性進行綜合分析,篩選適當?shù)碾`屬函數(shù)類型

3、,使得移動機器人的控制效果更加平滑;其二,從被控對象自身出發(fā),即采用多項式擬合方法對移動機器人自帶的紅外接近傳感器進行校正,得到紅外接近傳感器的校正模型。從而,有效地減少了因傳感器讀數(shù)誤差而引起的控制誤差。
　　最后,設計和搭建了基于KHEPERA II移動機器人平臺的實驗環(huán)境,并在各種典型實驗環(huán)境下,對所提出算法的可行性進行了驗證,實現(xiàn)了預期的沿墻導航行為。實驗結(jié)果表明,本文提出的基于模糊邏輯的高精度沿墻導航控制器能夠滿足移動機