利用局部傳感器的移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃研究.pdf

1、移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃是移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航的三個(gè)基本問題之一，解決移動(dòng)機(jī)器人如何從起點(diǎn)出發(fā)躲避障礙物，克服自身和環(huán)境的約束最終到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)的問題。一般來說，路徑規(guī)劃以定位為前提，然而實(shí)際情況下移動(dòng)機(jī)器人由于其傳感器局限等因素通常不能實(shí)現(xiàn)全局和精準(zhǔn)定位，這就需要利用局部傳感器來進(jìn)行局部路徑規(guī)劃。移動(dòng)機(jī)器人局部路徑規(guī)劃的定義通常是從全局路徑規(guī)劃的對(duì)立面考慮，即不是全局路徑規(guī)劃就是局部路徑規(guī)劃。目前已經(jīng)出現(xiàn)了很多種局部路徑規(guī)劃方法，也有很多學(xué)者對(duì)它們進(jìn)

2、行了性能分析，但尚未將多種方法進(jìn)行理論比較與整合，不利于局部路徑規(guī)劃問題的進(jìn)一步研究。
　　論文以機(jī)器人避障問題為出發(fā)點(diǎn)，主要做了以下幾點(diǎn)研究：
　　1、對(duì)當(dāng)前移動(dòng)機(jī)器人局部路徑規(guī)劃問題研究中涉及到的方法進(jìn)行了回顧，針對(duì)FIRA機(jī)器人避障問題模型進(jìn)行定性討論，提出了超Bug環(huán)境模型，并對(duì)可能應(yīng)用的局部路徑規(guī)劃算法進(jìn)行了分析。
　　2、通過基于 MRPT的仿真實(shí)驗(yàn)比較分析了人工勢(shì)場法、NG法、基本TangentBug和基

3、于記憶運(yùn)動(dòng)方向的改進(jìn)TangentBug算法在機(jī)器人避障問題中的算法復(fù)雜度、尋路能力、路徑長度和魯棒性，得到了算法性能排名表。
　　3、針對(duì)記憶運(yùn)動(dòng)方向的TangentBug算法效率的不足，提出了基于LTG繞行檢測的改進(jìn)TangentBug算法，并將改進(jìn)的TagentBug算法的實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)行了總結(jié)，改進(jìn)后的算法效率較高。
　　4、針對(duì)TangentBug算法中繞行方向選擇問題，考慮了在感知范圍較大時(shí)可以利用獲取的局部信息改善

4、搜索能力，提出了基于局部信息的繞行方向選擇方法的改進(jìn)TangentBug算法。
　　5、討論了應(yīng)用于 NAO避障比賽環(huán)境下的基于單目視覺的算法實(shí)現(xiàn)中的關(guān)鍵問題和實(shí)現(xiàn)方法，提出了基于自由區(qū)域檢測的實(shí)現(xiàn)方法，該方法不再需要進(jìn)行復(fù)雜的目標(biāo)識(shí)別與角點(diǎn)檢測方法，大大提高了算法實(shí)現(xiàn)效率，而且更好地為各種二維避障算法應(yīng)用于避障環(huán)境中做好了鋪墊。
　　6、將改進(jìn)后的TangentBug算法應(yīng)用到NAO機(jī)器人避障的真實(shí)環(huán)境中得到了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。從