家庭移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人路徑規(guī)劃研究.pdf

1、隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人開始從傳統(tǒng)的工業(yè)領(lǐng)域向服務(wù)領(lǐng)域滲透。目前，世界各主要發(fā)達(dá)國家都將服務(wù)機(jī)器人作為優(yōu)先發(fā)展的重要技術(shù)。作為服務(wù)機(jī)器人的一個(gè)重要分支，家庭服務(wù)機(jī)器人主要幫助人們完成某些家務(wù)勞動(dòng)，方便人們的生活。服務(wù)機(jī)器人能夠自主移動(dòng)的前提是具有路徑規(guī)劃能力，因此，路徑規(guī)劃一直都是移動(dòng)機(jī)器人研究的關(guān)鍵技術(shù)之一。隨著研究的進(jìn)展，全局路徑規(guī)劃已經(jīng)出現(xiàn)了眾多的研究成果，但是依賴傳感器模型的局部路徑規(guī)劃仍然有待突破。本文將路徑規(guī)劃技術(shù)作為研

2、究的重點(diǎn)，并搭建了一個(gè)簡(jiǎn)易機(jī)器人作為硬件平臺(tái)。在環(huán)境已知的前提下采用全局路徑規(guī)劃算法獲得最優(yōu)路徑，針對(duì)未知的環(huán)境采用局部路徑規(guī)劃進(jìn)行避障。
　　本文首先介紹了國內(nèi)外服務(wù)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)，對(duì)機(jī)器人研究涉及的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了綜述。然后針對(duì)路徑規(guī)劃涉及的三個(gè)問題（環(huán)境建模、定位、規(guī)劃算法）分別進(jìn)行了研究，其中研究的重點(diǎn)是規(guī)劃算法。
　　對(duì)于環(huán)境建模，本文給出了柵格法建模的步驟，并在硬件平臺(tái)上進(jìn)行了局部環(huán)境建模的研究。根據(jù)平臺(tái)數(shù)

3、據(jù)分析了超聲波傳感器的測(cè)量誤差，通過仿真建立了障礙物模型，仿真結(jié)果表明此方法能夠基本表示出障礙物位置。
　　對(duì)于自主定位，本文采用航跡推算法。針對(duì)航跡推算法不適合長(zhǎng)距離定位的缺陷，采用單目視覺對(duì)其校正。提出了通過單目視覺識(shí)別彩色路標(biāo)進(jìn)行定位的方法，分析了單目視覺定位原理，并在硬件平臺(tái)上進(jìn)行了定位實(shí)驗(yàn)，給出了攝像機(jī)參數(shù)的測(cè)量方法和具體定位步驟。
　　對(duì)于全局路徑規(guī)劃，本文采用了遺傳算法，介紹了遺傳算法的基本原理，給出了具體的規(guī)