基于視覺和超聲波傳感器的地面移動機器人定位與路徑規(guī)劃研究.pdf

1、鑒于自主導航是地面移動機器人智能水平高低的重要標志，論文在移動機器人現(xiàn)有的自主導航技術(shù)基礎(chǔ)上，對服務機器人和軍警用機器人在自主定位導航時面臨的關(guān)鍵問題進行研究，從而為移動機器人的實際應用提供理論和技術(shù)保障。 設(shè)計了單超聲波接收頭測量多個距離的裝置，該裝置根據(jù)接收信號特點，系統(tǒng)標定時用接收信號包絡(luò)峰值的0.5倍作閾值，而測量時用小閾值。采用室內(nèi)環(huán)境分區(qū)法，根據(jù)空間區(qū)域特點剔除壞值，運用串聯(lián)和并聯(lián)推斷的方式，結(jié)合該測量裝置實現(xiàn)了機器

2、人在動態(tài)環(huán)境下的定位。 設(shè)計了一種具有方向溝道和多個位置溝道的通用視覺路標，根據(jù)路標像與像面上平均能量之間的關(guān)系，選取出合適的動態(tài)閾值進行圖像分割，用掃描的辦法提取出路標信息，實現(xiàn)了機器人在室內(nèi)環(huán)境下定位。 對攝像機采集來的數(shù)字圖像局部圖進行一階微分后按“錄取線”取閾值二值化，然后用掃描聚類的辦法和成像幾何關(guān)系得到機器人在樓梯上的姿態(tài)。根據(jù)機器人的運動特點，采用一種簡單的控制方法實現(xiàn)機器人姿態(tài)調(diào)整。 文中局部路徑

3、規(guī)劃方法用于解決移動機器人在遙控方式下的通訊時延。在機器人前部一定范圍內(nèi)虛擬出八個亞目標，采集前部八個超聲波傳感器數(shù)據(jù)，根據(jù)工作場所障礙物分布情況，分析指定的范圍內(nèi)有無障礙物，結(jié)合機器人的航向偏離目標的角度，選擇最佳亞目標。在運動過程中，最佳亞目標滾動更新。 提出用四邊形輪廓代替障礙物真實輪廓，首先進行粗略路徑規(guī)劃，得到一條由直線組成的最優(yōu)路徑，然后沿邊連接得到真實路徑。在起始點或目標點在四邊形內(nèi)部的情況下，采用短邊優(yōu)先來脫困。