移動機器人同時定位與地圖創(chuàng)建中路徑規(guī)劃算法仿真與應用.pdf

1、移動機器人同時定位與地圖創(chuàng)建(Simultaneous Location and Mapping)即SLAM,是指機器人在未知環(huán)境中,在自身位置不確定的條件下,創(chuàng)建地圖,并進行自主定位和導航。SLAM導航則是指機器人在未知環(huán)境中自主地尋找一條從起點到終點且能安全避開障礙物的最優(yōu)路徑,是SLAM研究的熱點和難點。SLAM導航算法種類很多,常用的包括Bug算法、Alg算法、A*、D*算法等。Tangentbug算法作為Bug算法的一員,具有

2、算法簡單、實時性高、收斂的特點,但是仿真實現比較困難。機器人避障因涉及到機器人控制、路徑導航等領域一直是機器人研究領域的熱門話題,也是國際機器人足球聯盟世界機器人大賽的常規(guī)比賽項目。
　　本文選擇Tangentbug算法作為研究對象,將其在VS2010上進行避障仿真,并針對其在存在關于起點和終點連線對稱的障礙物的環(huán)境中容易產生路徑死循環(huán)從而導致終點不可到達的問題進行改進,提出了基于記憶機器人運動方向的Tangentbug避障算法。

3、該算法通過在繞行中根據障礙物相遇方向計算和選擇機器人運動方向,并在每次直行和繞行轉換時更新運動方向來打破循環(huán),實現避障。通過分析仿真實驗結果可知,改進后的算法不僅可以實現機器人在存在關于起點和終點連線對稱的障礙物的環(huán)境中的避障,也可以實現非對稱障礙物環(huán)境中的避障,從而提高了算法的魯棒性。最后,將該算法應用于NAO機器人避障的實際環(huán)境中進行。通過處理機器人頭部攝像頭獲取的視覺信息,即當前掃描到的環(huán)境圖。獲得障礙物的位置信息,并結合機器人定