煤礦井下環(huán)境探測機(jī)器人路徑規(guī)劃研究.pdf

1、煤礦井下環(huán)境探測機(jī)器人的任務(wù)是代替工人進(jìn)入潛在危險區(qū)域采集和傳輸井下環(huán)境信息，為礦山煤炭安全生產(chǎn)及救援部門提供決策依據(jù)。移動機(jī)器人要在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的礦井環(huán)境中完成探測任務(wù)首先必須具有良好的避障能力，因此研究煤礦井下環(huán)境探測機(jī)器人路徑規(guī)劃十分重要。
　　本文首先對未知環(huán)境中移動機(jī)器人如何實現(xiàn)路徑規(guī)劃進(jìn)行了研究。確定了移動機(jī)器人結(jié)構(gòu)模型，并進(jìn)行了運動學(xué)分析。用MATLAB提供的模糊邏輯工具箱構(gòu)造了以三個方位的距離及一個導(dǎo)向角為輸入、以速度

2、與轉(zhuǎn)向角增量為輸出的模糊控制器。將機(jī)器人探測到的障礙物距離信息取小融合后輸入到控制系統(tǒng)的模糊控制器，實現(xiàn)對機(jī)器人的模糊控制的模擬。模糊控制器的設(shè)計過程對專家經(jīng)驗有很大的依賴性，而且缺乏自適應(yīng)環(huán)境的能力。而Takagi-Sugeno模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有很強(qiáng)的自學(xué)、自適應(yīng)能力，它可以通過訓(xùn)練優(yōu)化自身性能。本文對大量的左、前、右三方位的距離信息、導(dǎo)向角以及期望輸出的速度與轉(zhuǎn)向角增量樣本對模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行離線訓(xùn)練。從而提高系統(tǒng)的適應(yīng)能力。應(yīng)用MATL