基于多傳感器信息融合的移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃研究.pdf

1、機(jī)器人是當(dāng)代人工智能技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的典型體現(xiàn)，可以說(shuō)代表著一個(gè)國(guó)家制造技術(shù)發(fā)展水平。移動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展更是迅速，已經(jīng)成為機(jī)器入學(xué)中一個(gè)重要分支。實(shí)際工作中的廣泛應(yīng)用又對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的性能提出了更高的要求，不僅需要移動(dòng)機(jī)器人能夠有很好的環(huán)境適應(yīng)能力，還要具有不同程度的智能系統(tǒng)，而路徑規(guī)劃是研究智能移動(dòng)機(jī)器人中的關(guān)鍵問(wèn)題之一。本文以移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃作為研究方向，結(jié)合傳感器技術(shù)，對(duì)移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)中多傳感器信息融合技術(shù)，機(jī)器人定位以及路徑規(guī)

2、劃等問(wèn)題進(jìn)行了研究。主要工作如下：
　　 首先，區(qū)別于輪式機(jī)器人，建立了履帶式移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，針對(duì)機(jī)器人定位問(wèn)題，采用推算定位方法。推算定位是一個(gè)對(duì)運(yùn)動(dòng)誤差進(jìn)行積分的過(guò)程，誤差隨時(shí)間的積累而增大，因此利用卡爾曼濾波器，對(duì)超聲波傳感器測(cè)距量與推算定位結(jié)果進(jìn)行融合，以求對(duì)運(yùn)動(dòng)誤差進(jìn)行估計(jì)與校正。
　　 其次，對(duì)模糊控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析。采用雙模糊控制器結(jié)構(gòu)，分別設(shè)計(jì)了位置模糊控制器和位姿跟蹤模糊控制器。針對(duì)兩個(gè)控制器提

3、出了相應(yīng)的控制決策，即當(dāng)機(jī)器人與期望目標(biāo)點(diǎn)之間的位置誤差較大時(shí)采用位置模糊控制器，當(dāng)位置誤差在一定范圍內(nèi)時(shí)，調(diào)整使用位姿跟蹤模糊控制器。仿真實(shí)驗(yàn)表明所設(shè)計(jì)的模糊控制系統(tǒng)可以有效地對(duì)給定路徑進(jìn)行快速準(zhǔn)確的跟蹤。
　　 最后，研究了移動(dòng)機(jī)器人的路徑規(guī)劃方法，重點(diǎn)分析了人工勢(shì)場(chǎng)法。由于傳統(tǒng)的人工勢(shì)場(chǎng)經(jīng)常使移動(dòng)機(jī)器人陷入局部極小點(diǎn)，為此改寫(xiě)了勢(shì)場(chǎng)函數(shù)，調(diào)整了移動(dòng)機(jī)器人受力情況，將斥力分解，其中一個(gè)力的方向與引力方向相同，即指向目標(biāo)位置，