動態(tài)環(huán)境下智能輪椅的規(guī)劃與導航.pdf

1、目前，世界人口老齡化的進程不斷加快，同時由于各種災難和疾病造成的殘障人士也在逐年增加。為了給老年人和殘障人士提供性能優(yōu)越的代步工具，幫助他們提高行動自由度及重新融入社會，具有智能機器人功能的智能輪椅被提了出來。而智能輪椅的安全規(guī)劃與導航，是智能輪椅要解決的中心問題。本文提出了一種在動態(tài)環(huán)境下可以自主規(guī)劃和導航的智能輪椅系統。首先，本文設計了一個移動機器人的圖形化編程與仿真平臺，該平臺采用模塊化設計，共有圖形化編程、地圖編輯器、路徑規(guī)劃、

2、機器人仿真器四個模塊，各個模塊都具有各自獨立的功能，相互之間通過CORBA進行通訊。利用編程與仿真平臺可以繪制機器人作業(yè)環(huán)境的幾何地圖和拓撲地圖，完成基于拓撲地圖的路徑規(guī)劃，使用圖標進行可視化的編程，以及對機器人的運行進行三維仿真。各個模塊相互配合，可以使機器人在仿真環(huán)境下實現成功的導航。結合所介紹的編程與仿真平臺，并考慮到實際動態(tài)環(huán)境中規(guī)劃與導航和在仿真環(huán)境中的不同，本文設計了下面的智能輪椅規(guī)劃與導航系統。首先，將3D仿真平臺替換為智

3、能輪椅系統。第二，加入自定位模塊。將虛擬激光測距儀單元換為真正的激光測距儀，根據激光測距儀，采用了基于線段匹配的自定位算法來幫助智能輪椅找到自己的位置；第三，將圖形化編程模塊擴展為用包含了若干種導航行為的行為控制模塊來規(guī)劃整個導航過程，另外將路徑規(guī)劃和重規(guī)劃的判斷也加入到圖形化編程模塊，同時保留圖形化編程的功能。最后，繼續(xù)使用地圖編輯器來編輯所需要的幾何地圖和拓撲地圖。最后，本文設計了自定位和導航實驗，驗證了所提出智能輪椅導航系統的有效