基于AS-RF機(jī)器人平臺(tái)的路徑規(guī)劃與自主避障系統(tǒng)的研究.pdf

1、多傳感器信息融合的智能移動(dòng)機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防軍事、服務(wù)行業(yè)等領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。因此,多傳感器信息融合的智能移動(dòng)機(jī)器人因其具有廣闊的發(fā)展前景成為各國(guó)科研工作者爭(zhēng)相研究的熱點(diǎn)方向。智能移動(dòng)機(jī)器人是一個(gè)包括多傳感器信息融合、智能控制、自主避障、路徑規(guī)劃等多功能的綜合性機(jī)械系統(tǒng)。它相對(duì)傳統(tǒng)的不可移動(dòng)型機(jī)器人和機(jī)械手臂來(lái)說(shuō),在先進(jìn)性方面都有了較大的提高和發(fā)展。
　　我國(guó)也將智能移動(dòng)機(jī)器人研究作為一個(gè)重大的科研項(xiàng)目和研究課題。上

2、海廣茂達(dá)公司生產(chǎn)的AS-RF智能移動(dòng)機(jī)器人可安裝紅外傳感器、聲納傳感器、CCD像頭,全景相機(jī)、激光測(cè)距儀等多種外部設(shè)備,具有很強(qiáng)擴(kuò)展能力,是良好的智能移動(dòng)機(jī)器人開(kāi)發(fā)平臺(tái)。本文以AS-RF機(jī)器人為開(kāi)發(fā)平臺(tái),利用AS-RF機(jī)器人外部的聲納與紅外傳感器,針對(duì)智能移動(dòng)機(jī)器人的路徑規(guī)劃和自主避障以及運(yùn)動(dòng)物體的追蹤等問(wèn)題做了以下主要工作:
　　1、搭建AS-RF智能移動(dòng)機(jī)器人的軟、硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)。硬件方面:了解了紅外與聲納傳感器的工作原理使用方

3、法,并根據(jù)研究需要設(shè)定了傳感器的工作方式;軟件方面:配置了各類文件,構(gòu)造了機(jī)器人小車的編程開(kāi)發(fā)環(huán)境,通過(guò)編寫(xiě)程序,調(diào)用傳感器的接口函數(shù)控制外部傳感器進(jìn)行工作。
　　2、為了實(shí)現(xiàn)AS-RF機(jī)器人小車的自主避障功能,對(duì)柵格法、可視圖法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等主流算法進(jìn)行了比較,選出了適合AS-RF機(jī)器人小車的避障控制算法—傳統(tǒng)模糊控制算法。并且針對(duì)傳統(tǒng)模糊控制算法指導(dǎo)小車避障過(guò)程中避障精度不足的問(wèn)題,對(duì)傳統(tǒng)的模糊控制算法進(jìn)行了改進(jìn),改進(jìn)后的模

4、糊控制算法提高了37％的機(jī)器人小車的避障精度。
　　3、將路徑規(guī)劃子系統(tǒng)與自主避障子系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在在一起,使AS-RF機(jī)器人小車具備了能夠按照既定路線行走過(guò)程中躲避障礙物的自主規(guī)劃能力。路徑規(guī)劃子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)利用紅外傳感器對(duì)光強(qiáng)變化極其敏感的特性,達(dá)到控制小車循跡行走的目的。自主避障子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中是運(yùn)用多傳感器融合技術(shù)將紅外和聲納傳感器采集到的信息進(jìn)行融合,然后選取有效信息傳給處理器來(lái)控制小車自主避障。
　　4、根據(jù)聲納傳感