實用型陪護機器人路徑規(guī)劃方法的研究與實現(xiàn).pdf

1、本論文以國家863高技術(shù)項目《助老/助殘機器人關(guān)鍵技術(shù)研究》的子課題《實用型陪護機器人》為背景，研究實用型陪護機器人的路徑規(guī)劃方法及其實現(xiàn)。
　　 實用型陪護機器人工作環(huán)境是普通的家庭環(huán)境。這樣的環(huán)境雖然可以通過建模的方式便于機器人的計算和處理，從而進行全局路徑規(guī)劃。但是由于環(huán)境的不確定性因素的存在，使得機器人需要通過傳感器對環(huán)境的變化進行檢測并更新地圖。通過避障以及重規(guī)劃的方法實現(xiàn)動態(tài)路徑規(guī)劃。
　　 本文采用的全局路

2、徑規(guī)劃的方法是通過對環(huán)境進行結(jié)構(gòu)化柵格建模，將空間區(qū)分為自由空間以及障礙物空間兩種類型，通過路徑搜索算法A*計算出移動機器人從起始點到目標點的最優(yōu)起始路徑，并且在規(guī)劃的每個路徑點上添加當(dāng)前路徑點機器人的運動方向參數(shù)。通過運動控制使得機器人沿著該路徑進行運動并且不斷地讀取傳感器信息。在運動過程中當(dāng)傳感器檢測到機器人的運動路徑上出現(xiàn)了動態(tài)障礙時能夠通過VFH的方式進行避障，并且通過導(dǎo)航函數(shù)N(Navigation Function N)的方

3、式進行重規(guī)劃的處理，更新機器人原來的路徑，通過運動控制的方式使得機器人沿著新的路徑進行運動，直至到達目標點。
　　 在路徑規(guī)劃的方法中充分考慮到本次陪護型機器人的尺寸特性、傳感器特性以及運動特性，在地圖已知或部分未知的情況下，通過機器人身上所加載的聲納傳感器對周圍環(huán)境進行識別，加載地圖時對障礙物進行膨脹處理以及靠近障礙物的柵格進行初始代價的添加三個措施來確保在運動過程中確保機器人不會與障礙物發(fā)生碰撞。在重規(guī)劃的計算中，同樣考慮到