一種自主機(jī)器人路徑規(guī)劃研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著科技的迅速發(fā)展，人類(lèi)即將進(jìn)入第三次工業(yè)革命，機(jī)器人革命，無(wú)論在工業(yè)，農(nóng)業(yè)還是其它領(lǐng)域，機(jī)器人越來(lái)越多的扮演起人類(lèi)的角色，移動(dòng)機(jī)器人也進(jìn)入了飛速發(fā)展的時(shí)代，而隨著谷歌無(wú)人自主車(chē)的發(fā)展，宣告著移動(dòng)機(jī)器人將進(jìn)入智能時(shí)代，機(jī)器人實(shí)現(xiàn)智能化的最基本要求是具備導(dǎo)航能力，而機(jī)器人路徑規(guī)劃就是對(duì)機(jī)器人導(dǎo)航能力的一種體現(xiàn)和檢驗(yàn)，因此對(duì)機(jī)器人路徑規(guī)劃進(jìn)行研究具有重大的價(jià)值。
　　本課題研究的是在室內(nèi)靜態(tài)環(huán)境中全局路徑規(guī)劃和動(dòng)態(tài)避障。全局路徑規(guī)劃是

2、對(duì)全局的信息進(jìn)行分析計(jì)算，計(jì)算出從出發(fā)點(diǎn)到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)的最優(yōu)路徑。本課題選用蟻群算法進(jìn)行全局路徑規(guī)劃，約束條件是路徑最短，蟻群算法的本質(zhì)是模擬真實(shí)螞蟻的覓食行走，人為的模擬它們釋放信息素過(guò)程，對(duì)周?chē)男畔⑺剡M(jìn)行人為的更新，從而尋找最短路徑。本課題根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)環(huán)境尺寸以及障礙物的分布情況，運(yùn)用蟻群路徑規(guī)劃算法生成路徑規(guī)劃，根據(jù)實(shí)際平臺(tái)硬件參數(shù)，建立機(jī)器人的圓弧運(yùn)動(dòng)模，在有隨機(jī)障礙物出現(xiàn)的情況下根據(jù)定位-躲避算法進(jìn)行避障，并在避障的過(guò)程中不影響

3、指定要經(jīng)過(guò)的點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是四輪機(jī)器人，其中硬件部分主要包括：MCU微控制器模塊、方向角采集模塊、位移采集模塊、通信模塊。軟件部分包括：機(jī)器人的壁障、定位以及在定位過(guò)程中躲避隨機(jī)障礙物、機(jī)器人路徑規(guī)劃等算法，上位機(jī)顯示界面。
　　本課題的驗(yàn)證環(huán)境是在一個(gè)10*10m的室內(nèi)環(huán)境下，存在著一定數(shù)量的靜態(tài)障礙物，同時(shí)在機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，隨時(shí)有隨機(jī)障礙物出現(xiàn)，進(jìn)行了動(dòng)機(jī)器人的避障、5點(diǎn)定位、路徑規(guī)劃等實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證了其避障、定位、路徑規(guī)劃的可