基于超聲波的移動機(jī)器人局部避障算法及應(yīng)用.pdf

1、移動機(jī)器人綜合了人工智能、自動化控制、傳感器技術(shù)等多個領(lǐng)域的研究成果，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)等多個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，成為當(dāng)前研究的熱點。移動機(jī)器人的突出特點便是能自由移動，移動過程中靈活躲開障礙物是必然要求，因此要使機(jī)器人具有自主性，使機(jī)器人能在陌生環(huán)境下完成各項任務(wù)，實現(xiàn)避障功能是前提條件。在機(jī)器人成功避障的基礎(chǔ)上，要使機(jī)器人成功到達(dá)終點需要實現(xiàn)機(jī)器人的自定位功能，自定位功能是實現(xiàn)自主移動機(jī)器人的必要補(bǔ)充，因此對避障及定位算法的研究具有

2、重要的理論和現(xiàn)實意義。
　　由于本課題選擇超聲波作為探測環(huán)境的媒介，以嵌入式機(jī)器人作為實驗平臺，因此找到一個高效可行的超聲波避障算法以及適用于室內(nèi)環(huán)境的機(jī)器人定位方法是本文的主要研究內(nèi)容。
　　在機(jī)器人定位方法方面，根據(jù)本課題的室內(nèi)環(huán)境，選用航跡推算定位方法，在對航向角的測量上有電子羅盤和陀螺儀兩種選擇，分析兩者的優(yōu)缺點，并在機(jī)器人上進(jìn)行驗證，通過對陀螺儀的常量漂移進(jìn)行補(bǔ)償，然后建立線性回歸方程，提高對航向角的測量精度和定位

3、精度。在機(jī)器人避障算法方面，選擇模糊控制方法，設(shè)計模糊控制器，根據(jù)人的經(jīng)驗制定模糊規(guī)則，但由于模糊規(guī)則會隨著輸入的增多而呈指數(shù)增長，難以在嵌入式機(jī)器人平臺上實現(xiàn)，因此設(shè)計了分層模糊控制器，使得規(guī)則數(shù)目呈線性增長，提高實時性。由于模糊控制避障算法對于特殊形狀的障礙物，如U形障礙物存在陷阱問題，使用了一種基于航向差和坐標(biāo)的發(fā)現(xiàn)和逃離陷阱的方法。
　　最后，在搭建的仿真平臺和實際機(jī)器人上進(jìn)行實驗。進(jìn)行機(jī)器人定位實驗，實驗結(jié)果證明航跡推算