移動(dòng)機(jī)器人的導(dǎo)航與避障系統(tǒng)研究.pdf

1、自主導(dǎo)航和避障是移動(dòng)機(jī)器人完成各項(xiàng)任務(wù)的前提條件，也是機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。隨著傳感器技術(shù)及智能控制的發(fā)展，移動(dòng)機(jī)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(jìn)一步研究機(jī)器人的導(dǎo)航與避障系統(tǒng)具有深遠(yuǎn)的意義。
　　移動(dòng)機(jī)器人通過(guò)攜帶的外部傳感器進(jìn)行環(huán)境感知，獲得環(huán)境信息并對(duì)環(huán)境進(jìn)行建模，根據(jù)獲得的環(huán)境模型結(jié)合避障算法在行進(jìn)的過(guò)程中躲避障礙物。本文以TJ-1移動(dòng)機(jī)器人為試驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的自主

2、避障進(jìn)行研究，主要內(nèi)容如下：
　　首先本文對(duì)所使用的移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)的控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，建立該平臺(tái)的坐標(biāo)系模型和激光測(cè)距儀傳感器的坐標(biāo)系模型，并對(duì)所使用激光測(cè)距儀的誤差進(jìn)行系統(tǒng)的分析和討論，對(duì)機(jī)器人避障過(guò)程中所使用的坐標(biāo)系之間的變換進(jìn)行推導(dǎo)，為機(jī)器人避障過(guò)程中的數(shù)據(jù)變換提供理論基礎(chǔ)。為了滿足移動(dòng)機(jī)器人避障過(guò)程中對(duì)環(huán)境實(shí)時(shí)感知的要求，本文采用滾動(dòng)視窗的原理，完成環(huán)境的感知。同時(shí)為了減少對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)量，提高系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的能力，采用只存儲(chǔ)

3、對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)有影響的障礙點(diǎn)代替大量原始障礙物數(shù)據(jù)，并對(duì)環(huán)境建模方法——柵格法進(jìn)行改進(jìn)，將環(huán)境信息采用以機(jī)器人運(yùn)動(dòng)矢量方向存儲(chǔ)代替以往的柵格方式存儲(chǔ)。
　　其次對(duì)于本文所用的人工勢(shì)場(chǎng)法的基本原理進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。針對(duì)人工勢(shì)場(chǎng)法存在的局部極小點(diǎn)問(wèn)題，本文提出了改進(jìn)算法，使機(jī)器人能夠克服局部極小點(diǎn)而順利的到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)，對(duì)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(jī)器人順利的“逃出”該障礙。通過(guò)Matlab軟件對(duì)所提出的改進(jìn)算法進(jìn)行