基于視覺(jué)和超聲波傳感器的地面移動(dòng)機(jī)器人定位與路徑規(guī)劃研究.pdf

1、鑒于自主導(dǎo)航是地面移動(dòng)機(jī)器人智能水平高低的重要標(biāo)志，論文在移動(dòng)機(jī)器人現(xiàn)有的自主導(dǎo)航技術(shù)基礎(chǔ)上，對(duì)服務(wù)機(jī)器人和軍警用機(jī)器人在自主定位導(dǎo)航時(shí)面臨的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行研究，從而為移動(dòng)機(jī)器人的實(shí)際應(yīng)用提供理論和技術(shù)保障。 設(shè)計(jì)了單超聲波接收頭測(cè)量多個(gè)距離的裝置，該裝置根據(jù)接收信號(hào)特點(diǎn)，系統(tǒng)標(biāo)定時(shí)用接收信號(hào)包絡(luò)峰值的0.5倍作閾值，而測(cè)量時(shí)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(diǎn)剔除壞值，運(yùn)用串聯(lián)和并聯(lián)推斷的方式，結(jié)合該測(cè)量裝置實(shí)現(xiàn)了機(jī)器

2、人在動(dòng)態(tài)環(huán)境下的定位。 設(shè)計(jì)了一種具有方向溝道和多個(gè)位置溝道的通用視覺(jué)路標(biāo)，根據(jù)路標(biāo)像與像面上平均能量之間的關(guān)系，選取出合適的動(dòng)態(tài)閾值進(jìn)行圖像分割，用掃描的辦法提取出路標(biāo)信息，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人在室內(nèi)環(huán)境下定位。 對(duì)攝像機(jī)采集來(lái)的數(shù)字圖像局部圖進(jìn)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(jī)器人在樓梯上的姿態(tài)。根據(jù)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，采用一種簡(jiǎn)單的控制方法實(shí)現(xiàn)機(jī)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(dòng)機(jī)器人在遙控方式下的通訊時(shí)延。在機(jī)器人前部一定范圍內(nèi)虛擬出八個(gè)亞目標(biāo)，采集前部八個(gè)超聲波傳感器數(shù)據(jù)，根據(jù)工作場(chǎng)所障礙物分布情況，分析指定的范圍內(nèi)有無(wú)障礙物，結(jié)合機(jī)器人的航向偏離目標(biāo)的角度，選擇最佳亞目標(biāo)。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，最佳亞目標(biāo)滾動(dòng)更新。 提出用四邊形輪廓代替障礙物真實(shí)輪廓，首先進(jìn)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(shí)路徑。在起始點(diǎn)或目標(biāo)點(diǎn)在四邊形內(nèi)部的情況下，采用短邊優(yōu)先來(lái)脫困。