面向樓宇環(huán)境的移動機(jī)器人行為規(guī)劃技術(shù)的研究與應(yīng)用.pdf

1、移動機(jī)器人技術(shù)融合了多門學(xué)科，在工業(yè)生產(chǎn)、生活服務(wù)以及軍工行業(yè)等都具有廣闊的發(fā)展前景，目前國內(nèi)外的研究人員對移動機(jī)器人技術(shù)的研究正如火如荼地進(jìn)行著。樓宇環(huán)境內(nèi)移動機(jī)器人技術(shù)能夠廣泛應(yīng)用于室內(nèi)偵察、救援等任務(wù)，因此本文將從移動機(jī)器人運(yùn)動過程中的SLAM、路徑規(guī)劃和路徑平滑三個關(guān)鍵行為入手，對其在樓宇環(huán)境下的行為規(guī)劃技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)的研究。
　　本文的主要研究工作與創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　1、對移動機(jī)器人行為規(guī)劃的平臺進(jìn)行了完整的體系結(jié)

2、構(gòu)和系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)，為本文主要研究工作提供了硬件與平臺支撐。建立了移動機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)模型，并通過大量實(shí)驗(yàn)得出了移動機(jī)器人轉(zhuǎn)彎角度與轉(zhuǎn)彎半徑之間的關(guān)系，為后續(xù)研究工作提供了數(shù)據(jù)支撐。
　　2、研究了基于單線激光雷達(dá)數(shù)據(jù)的SLAM算法，利用擴(kuò)展卡爾曼濾波的方法修正了測量誤差，從而構(gòu)建了更為精準(zhǔn)的環(huán)境地圖，為輔助移動機(jī)器人的路徑規(guī)劃提供了準(zhǔn)確的環(huán)境信息。
　　3、移動機(jī)器人的路徑規(guī)劃算法為本文的重點(diǎn)研究內(nèi)容。首先在原有的柵格化地圖上

3、進(jìn)行了預(yù)處理，建立了承載著環(huán)境信息的特征地圖。然后對傳統(tǒng)的規(guī)劃算法在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)劣性進(jìn)行了對比分析，提出了一種融合D*算法和人工勢場法優(yōu)點(diǎn)的新的混合算法。最后研究了移動機(jī)器人的尺寸和不同轉(zhuǎn)彎角度對自身運(yùn)動的影響，并針對這兩個方面對規(guī)劃算法進(jìn)行了優(yōu)化，優(yōu)化效果顯著。
　　4、針對上一節(jié)基于柵格地圖的規(guī)劃結(jié)果，其路徑不適合移動機(jī)器人進(jìn)行跟蹤的問題，本文分別研究了基于B Spline曲線和基于Bezier曲線的路徑平滑方法，并針對Be