機(jī)器人駕駛車輛的方法研究.pdf

1、近年來，地震、海嘯、核泄漏等災(zāi)難的發(fā)生，給人類帶來了沉重打擊和損失。而在救援現(xiàn)場，還有一些救援人員不方便實(shí)施救援的地方（如有輻射，有毒等）。因此，讓機(jī)器人來代替人類進(jìn)入救援現(xiàn)場來完成救援工作是十分必要的。在去往救援現(xiàn)場的過程中，可能需要機(jī)器人駕駛車輛進(jìn)入救援場地。目前在機(jī)器人駕駛方面的相關(guān)研究，并不能滿足現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)機(jī)器人駕駛的需要。所以，本文針對機(jī)器人駕駛車輛的需求，從人工輔助機(jī)器人駕駛及機(jī)器人自主駕駛兩個(gè)方面進(jìn)行研究，提出機(jī)器人駕駛車輛

2、行駛的算法。
　　機(jī)器人在駕駛車輛過程中，只能利用機(jī)器人本身的感知裝置完成對道路的識別。本文對已知的DRC競賽中的道路模型進(jìn)行識別，首先對相機(jī)所拍攝的道路圖像中的藍(lán)色障礙物體進(jìn)行檢測，并給出其三維空間位置信息。并利用二維激光雷達(dá)的廣角度掃描及直接得到障礙物的角度和距離的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對道路障礙物的檢測，彌補(bǔ)了僅使用相機(jī)進(jìn)行圖像處理的不足。該方法能夠較好的完成對此種道路模型的識別。
　　對于輔助實(shí)現(xiàn)機(jī)器人駕駛過程的算法研究，主要根

3、據(jù)低速下車輛運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和對車輛轉(zhuǎn)向過程的分析，對方向盤轉(zhuǎn)角與車輛轉(zhuǎn)彎半徑之間的關(guān)系進(jìn)行了擬合，給出了兩者之間的相關(guān)性。對相機(jī)拍攝的圖像，人工判斷出可行駛的區(qū)域，并在圖像中給出下一行駛目標(biāo)點(diǎn)。再通過相機(jī)標(biāo)定給出像素坐標(biāo)與世界坐標(biāo)之間的映射關(guān)系，對下一行駛目標(biāo)點(diǎn)與初始目標(biāo)點(diǎn)的位置進(jìn)行運(yùn)算得出方向盤的角度，在圖像中給出預(yù)期的車輛行駛軌跡。并在matlab上進(jìn)行了仿真，結(jié)果表明采用該方法獲取的行駛輔助線對車輛的行駛方向進(jìn)行了預(yù)驗(yàn)證，為控制車輛行

4、駛方向提供了參考。
　　對于實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自主駕駛車輛行駛的算法研究，以完成DRC競賽任務(wù)為目標(biāo)，對競賽的場地模型進(jìn)行道路識別。通過相機(jī)和激光雷達(dá)的聯(lián)合使用給出障礙物的角度和空間位置信息。并根據(jù)車輛運(yùn)動(dòng)學(xué)模型建立轉(zhuǎn)彎半徑與車輛運(yùn)動(dòng)軌跡的模型，通過對車輛下一行駛目標(biāo)點(diǎn)與障礙物的距離設(shè)置，求出下一目標(biāo)位置點(diǎn)的坐標(biāo)和關(guān)鍵點(diǎn)位置。最后得出到達(dá)下一行駛目標(biāo)點(diǎn)的位置時(shí)車輛的行駛軌跡。并對算法進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了該方法能夠?qū)崿F(xiàn)在已知場地模型的情況下不