動(dòng)態(tài)環(huán)境下移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃研究.pdf

1、環(huán)境中存在動(dòng)態(tài)障礙物或者未知障礙物的移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃技術(shù)是機(jī)器人在實(shí)際中自主完成各種導(dǎo)航任務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)之一。在導(dǎo)航過程中，要求移動(dòng)機(jī)器人不僅要能夠避開環(huán)境中的靜態(tài)障礙物，還要能安全、及時(shí)地避開動(dòng)態(tài)障礙物，且運(yùn)動(dòng)的路徑必須符合移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性，規(guī)劃的路徑越光滑且長度越短。在某些復(fù)雜應(yīng)用場景下，機(jī)器人在規(guī)劃路徑時(shí)還必須滿足實(shí)時(shí)性的要求。
　　因此本文針對(duì)差分驅(qū)動(dòng)移動(dòng)機(jī)器人在室內(nèi)動(dòng)態(tài)環(huán)境下的路徑規(guī)劃，以Kinect相機(jī)為傳感器進(jìn)

2、行障礙物檢測(cè)，利用SBPL庫（Search-Based Planning Library）的運(yùn)動(dòng)基元(motion primitives)，設(shè)計(jì)了一種符合其運(yùn)動(dòng)學(xué)特性且能夠產(chǎn)生光滑路徑的代價(jià)地圖來構(gòu)建室內(nèi)環(huán)境，在此代價(jià)地圖上，將具有anytime特性的ARA*(Anytime Repairing A*)全局路徑規(guī)劃算法和DWA(Dynamic Window Approach)局部路徑規(guī)劃算法結(jié)合，來進(jìn)行路徑規(guī)劃。同時(shí)利用自適應(yīng)蒙特卡洛方

3、法來對(duì)機(jī)器人在地圖中進(jìn)行定位。首先利用移動(dòng)機(jī)器人SLAM(Simultaneous Localization And Mapping)算法構(gòu)建室內(nèi)環(huán)境下的2D柵格地圖；在此基礎(chǔ)上根據(jù)移動(dòng)機(jī)器人的半徑尺寸，進(jìn)行障礙物膨脹，構(gòu)建室內(nèi)環(huán)境下的代價(jià)地圖(costmap)；最后在基于運(yùn)動(dòng)基元的代價(jià)地圖上進(jìn)行全局路徑規(guī)劃和局部路徑規(guī)劃，從而實(shí)現(xiàn)在到達(dá)指定目標(biāo)點(diǎn)過程中，避開環(huán)境場景中的靜、動(dòng)態(tài)障礙物，最終實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人自主導(dǎo)航。
　　靜態(tài)環(huán)境下