不確定環(huán)境下基于動態(tài)子目標(biāo)搜索的移動機(jī)器人路徑規(guī)劃算法研究.pdf

1、隨著智能控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、仿生學(xué)以及人工智能等學(xué)科的飛速發(fā)展，智能移動機(jī)器人技術(shù)的研究越來越受到國內(nèi)外學(xué)者的重視。路徑規(guī)劃是移動機(jī)器人智能導(dǎo)航和環(huán)境探索的關(guān)鍵技術(shù)，是完成其它高級任務(wù)的必要基礎(chǔ)。本文基于不確定的準(zhǔn)結(jié)構(gòu)化室內(nèi)環(huán)境，對移動機(jī)器人局部路徑規(guī)劃展開理論和應(yīng)用研究。旨在構(gòu)建不確定環(huán)境下具有無碰撞局部最優(yōu)路徑規(guī)劃能力的方案，為移動機(jī)器人實(shí)時(shí)性導(dǎo)航提供一種新型實(shí)用的路徑規(guī)劃算法。 本文的研究工作基于裝配有兩種傳感器的

2、ZSTU自主移動機(jī)器人平臺展開，該平臺配備有用于180。水平測距的激光測距儀和用于航位推算的里程計(jì)。 首先對ZSTU移動機(jī)器人所裝配的里程計(jì)傳感器和激光測距儀傳感器建立了相關(guān)模型，并對傳感器的誤差進(jìn)行了分析討論。研究了由里程計(jì)進(jìn)行航位推算的局限性，提出機(jī)器人位姿誤差協(xié)方差矩陣的更新方程。此外，分析了各種環(huán)境因素對激光測距儀的影響。為移動機(jī)器人定位、路徑規(guī)劃等導(dǎo)航工作的開展做好了硬件上的準(zhǔn)備。 在建立激光傳感器模型的基礎(chǔ)上

3、，完成了激光測距數(shù)據(jù)采集模塊及其用戶界面的設(shè)計(jì)；通過數(shù)據(jù)濾波、點(diǎn)簇聚類、點(diǎn)簇分段和直線擬合等過程，對激光數(shù)據(jù)進(jìn)行了特征提取。仿真和真實(shí)環(huán)境實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法可行有效，為移動機(jī)器人路徑規(guī)劃做好了環(huán)境特征識別的工作。 在不確定環(huán)境下進(jìn)行移動機(jī)器人路徑規(guī)劃時(shí)，針對存在的缺乏先驗(yàn)的全局環(huán)境信息而無法進(jìn)行有效的離線全局規(guī)劃這一個(gè)焦點(diǎn)問題，本文采用最短切線法引入動態(tài)子目標(biāo)，通過分析激光檢測系統(tǒng)LMS200采集的數(shù)據(jù)，在導(dǎo)航途中臨時(shí)產(chǎn)生一系列子