移動機器人的導航與避障系統(tǒng)研究.pdf

1、自主導航和避障是移動機器人完成各項任務的前提條件，也是機器人技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點。隨著傳感器技術(shù)及智能控制的發(fā)展，移動機器人避障嘗試了許多新的傳感器和控制算法，取得了一定的成果，但也存在不足，因此，進一步研究機器人的導航與避障系統(tǒng)具有深遠的意義。
　　移動機器人通過攜帶的外部傳感器進行環(huán)境感知，獲得環(huán)境信息并對環(huán)境進行建模，根據(jù)獲得的環(huán)境模型結(jié)合避障算法在行進的過程中躲避障礙物。本文以TJ-1移動機器人為試驗平臺，對移動機器人的自主

2、避障進行研究，主要內(nèi)容如下：
　　首先本文對所使用的移動機器人平臺的控制系統(tǒng)進行分析，建立該平臺的坐標系模型和激光測距儀傳感器的坐標系模型，并對所使用激光測距儀的誤差進行系統(tǒng)的分析和討論，對機器人避障過程中所使用的坐標系之間的變換進行推導，為機器人避障過程中的數(shù)據(jù)變換提供理論基礎(chǔ)。為了滿足移動機器人避障過程中對環(huán)境實時感知的要求，本文采用滾動視窗的原理，完成環(huán)境的感知。同時為了減少對數(shù)據(jù)的存儲量，提高系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的能力，采用只存儲

3、對機器人運動有影響的障礙點代替大量原始障礙物數(shù)據(jù)，并對環(huán)境建模方法——柵格法進行改進，將環(huán)境信息采用以機器人運動矢量方向存儲代替以往的柵格方式存儲。
　　其次對于本文所用的人工勢場法的基本原理進行了詳細的闡述。針對人工勢場法存在的局部極小點問題，本文提出了改進算法，使機器人能夠克服局部極小點而順利的到達目標點，對于處理比較典型的凹形障礙環(huán)境筆者采用沿墻走行為，使機器人順利的“逃出”該障礙。通過Matlab軟件對所提出的改進算法進行