自主移動機器人的路徑規(guī)劃與避碰研究.pdf

1、智能移動機器人研究是機器人學(xué)中的一個重要分支。隨著機器人技術(shù)的不斷進步，機器人學(xué)科越來越具有強大的生命力。機器人運動環(huán)境的多變性和復(fù)雜性，決定了移動機器人路徑規(guī)劃問題是機器人領(lǐng)域一個研究重點，也是機器人實現(xiàn)智能化的關(guān)鍵技術(shù)。本文的研究工作主要是針對環(huán)境信息部分未知的情況下，移動機器人實時動態(tài)的路徑規(guī)劃算法和融合多傳感器信息的自定位與制圖這兩個方面的研究展開的。本文不僅對路徑規(guī)劃算法進行了仿真實驗，而且還在移動機器人實驗平臺上設(shè)計并完成了

2、移動機器人路徑規(guī)劃軟件。 本文首先對國內(nèi)外智能移動機器人的研究狀況和發(fā)展趨勢進行了分析，然后對移動機器人路徑規(guī)劃方法進行了綜述，指出路徑規(guī)劃技術(shù)的研究重點和發(fā)展趨勢。論文重點從全局規(guī)劃和局部信息相結(jié)合的角度討論了在部分環(huán)境信息未知情況下，基于D<'*>算法(動態(tài)A<'*>算法)的路徑規(guī)劃方法，動態(tài)的D<'*>算法是不完全的重規(guī)劃，但是利用了原有的規(guī)劃信息，在一定程度上實現(xiàn)了最優(yōu)性和實時性的結(jié)合。D<'*>算法做到全局規(guī)劃和局部信

3、息相結(jié)合、離線的規(guī)劃和在線的規(guī)劃相結(jié)合。論文通過對D<'*>算法的深入研究，提出了對D<'*>算法的改進方案，仿真實驗的結(jié)果表明對于未知障礙物的處理上，改進的D<'*>算法能夠使移動機器人快速穩(wěn)定的找到路徑。達到預(yù)期效果，比傳統(tǒng)的D<'*>算法計算的路徑代價更小，性能更優(yōu)越。 針對環(huán)境信息部分未知的特殊性，本文對移動機器人平臺的主要傳感器的模型及其不確定性進行討論，介紹了環(huán)境表示的具體方法，繼而采用基于Bayes估計的概率算法融

4、合環(huán)境中多傳感器底層數(shù)據(jù)，論文研究并實現(xiàn)了移動機器人的自定位與地圖創(chuàng)建，為移動機器人的導(dǎo)航提供了實時的地圖更新信息。 最后，借助WiRobotX80機器人軟件開發(fā)平臺WiRobot SDK，本文在VisualBasic環(huán)境中設(shè)計并完成了移動機器人路徑規(guī)劃軟件，實現(xiàn)環(huán)境地圖顯示、傳感器數(shù)據(jù)的采集、分析與處理、地圖的柵格化與更新、路徑的實時規(guī)劃，機器人的運動控制等關(guān)鍵技術(shù)，完成了在環(huán)境信息部分已知情況中的路徑規(guī)劃實驗研究。研究結(jié)果顯