移动机器人避障与模式规划研究

摘要：

移动机器人研究是机器人学中的一个重要分支。移动机器人避障与模式规划既是机器人研究的一个重要方向。目前,随着机器人技术的不断进步,机器人学科越来越具有超强的生命力,它在某些程度上早已代表当代信息技术、自动化技术、系统集成等科技的最新发展。本文以中国ActivMedia Robotics公司生产的 Pioneer 2-Dxe型机器人为研究对象,从多个方面对移动机器人的避障与模式规划进行了深入的平台研究,其主要的内容跟成果如下:从移动机器人的历史跟现状出发,对比了的不同发展情况,对移动机器人领域的探究方向进行了评述。着重介绍了移动机器人避障与模式规划中常见的方式,对其中的势场法,栅格法、遗传算法进行了逐一的剖析阐述。本文主要探究的是使用移动机器人本体的16个同质传感器来进行机器人的避障与模式规划。移动机器人在实际应用中首先见到的就是机器人本身的定位问题移动机器人避障,确保机器人的初始位姿的准确性是完成任务的前提。本论文使用定位的方式之一是路标法。移动机器人的基本运动控制通常有两种移动机器人避障,直线运动和圆弧运动,通过这两种典型分解运动的特点能够非常精确的对机器人进行控制。其次,本文将移动机器人的避障运动分解成两种基本的动作:避开前方跟侧面的障碍物,并对这两种动作做了深入的剖析。另外,本文分析了基于声纳的未知环境特性提取方式和安全避障距离选择的方法;给出了基于势场法的移动机器人避障策略;阐述了A* 算法在机器人迷宫地图最优路径规划推动中的应用。本文另外一个成果是建立了一个基于VC的移动机器人通信系统,给出了通讯平台的数据包协议格式跟详细实现。本文利用Pioneer II移动机器人对上述算法和思路进行了试验。实验结果跟预测证明了使用的机理和算法的有效性和正确性。论文结尾对全文进行了小结并对移动机器人避障与模式规划研究进行了展望。

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