利用局部傳感器的移動機器人路徑規(guī)劃研究.pdf

1、移動機器人路徑規(guī)劃是移動機器人導航的三個基本問題之一，解決移動機器人如何從起點出發(fā)躲避障礙物，克服自身和環(huán)境的約束最終到達目標點的問題。一般來說，路徑規(guī)劃以定位為前提，然而實際情況下移動機器人由于其傳感器局限等因素通常不能實現(xiàn)全局和精準定位，這就需要利用局部傳感器來進行局部路徑規(guī)劃。移動機器人局部路徑規(guī)劃的定義通常是從全局路徑規(guī)劃的對立面考慮，即不是全局路徑規(guī)劃就是局部路徑規(guī)劃。目前已經出現(xiàn)了很多種局部路徑規(guī)劃方法，也有很多學者對它們進

2、行了性能分析，但尚未將多種方法進行理論比較與整合，不利于局部路徑規(guī)劃問題的進一步研究。
　　論文以機器人避障問題為出發(fā)點，主要做了以下幾點研究：
　　1、對當前移動機器人局部路徑規(guī)劃問題研究中涉及到的方法進行了回顧，針對FIRA機器人避障問題模型進行定性討論，提出了超Bug環(huán)境模型，并對可能應用的局部路徑規(guī)劃算法進行了分析。
　　2、通過基于 MRPT的仿真實驗比較分析了人工勢場法、NG法、基本TangentBug和基

3、于記憶運動方向的改進TangentBug算法在機器人避障問題中的算法復雜度、尋路能力、路徑長度和魯棒性，得到了算法性能排名表。
　　3、針對記憶運動方向的TangentBug算法效率的不足，提出了基于LTG繞行檢測的改進TangentBug算法，并將改進的TagentBug算法的實現(xiàn)過程進行了總結，改進后的算法效率較高。
　　4、針對TangentBug算法中繞行方向選擇問題，考慮了在感知范圍較大時可以利用獲取的局部信息改善

4、搜索能力，提出了基于局部信息的繞行方向選擇方法的改進TangentBug算法。
　　5、討論了應用于 NAO避障比賽環(huán)境下的基于單目視覺的算法實現(xiàn)中的關鍵問題和實現(xiàn)方法，提出了基于自由區(qū)域檢測的實現(xiàn)方法，該方法不再需要進行復雜的目標識別與角點檢測方法，大大提高了算法實現(xiàn)效率，而且更好地為各種二維避障算法應用于避障環(huán)境中做好了鋪墊。
　　6、將改進后的TangentBug算法應用到NAO機器人避障的真實環(huán)境中得到了實驗結果。從