智能輪椅機器人的安全避障研究.pdf

1、移動機器人的避障研究是機器人路徑規(guī)劃領(lǐng)域的核心內(nèi)容之一，它的任務(wù)是在有障礙物的環(huán)境中，已知在確定的起點和終點位置尋找一條最低代價的無碰安全路徑。目前，靜態(tài)環(huán)境中的路徑規(guī)劃已經(jīng)取得大量實際的應(yīng)用成果，但對存在動態(tài)障礙物環(huán)境下的路徑規(guī)劃尚未形成統(tǒng)一完善的系統(tǒng)，而為殘障人士提供代步功能的智能輪椅機器人的動態(tài)路徑規(guī)劃研究更是很少。本研究基于醫(yī)院、療養(yǎng)院等室內(nèi)環(huán)境，對智能輪椅機器人的避障展開理論和試驗研究。研究并確定了靜態(tài)障礙、動態(tài)障礙環(huán)境下具有

2、實時性和有效性的路徑規(guī)劃方案，保證了智能輪椅在有障礙的環(huán)境下實現(xiàn)安全避障，保障了用戶的安全。
　　論文的主要研究工作包括:
　　針對動態(tài)避障障礙問題，研究了動態(tài)障礙環(huán)境下的搜索流程和局部避障策略，確定全局路徑規(guī)劃和在線重規(guī)劃結(jié)合的路徑搜索方案。并分別確定了障礙物在不同環(huán)境下的避障策略。
　　針對傳統(tǒng)A*算法搜索時間長的不足，對A木算法中的啟發(fā)式函數(shù)進行改進，并對整個估價函數(shù)進行了加權(quán)處理。
　　基于柵格法建立了以

3、某醫(yī)院地圖為例的仿真環(huán)境，分析實現(xiàn)了智能輪椅的兩種全局路徑規(guī)劃算法遺傳算法和A*算法，在仿真平臺上對兩種算法進行對比，驗證了在環(huán)境條件相同的情況下A*算法搜索出的路徑更短。
　　仿真結(jié)果驗證了在環(huán)境條件相同的條件下，改進后的A*算法搜索不但能夠搜索出安全無障礙的最優(yōu)路徑，而且搜索的時間較傳統(tǒng)A*算法短。
　　以某醫(yī)院環(huán)境地圖為例，在仿真環(huán)境下驗證了改進的A*算法能夠使有效實現(xiàn)智能輪椅靜態(tài)障礙的安全避障。
　　通過仿真實