基于多傳感器信息融合的移動(dòng)機(jī)器人避障及路徑規(guī)劃研究.pdf

1、隨著社會(huì)科學(xué)發(fā)展的進(jìn)步，國家對航空航天、軍事、工業(yè)上的需求不斷提高，機(jī)器人技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。移動(dòng)機(jī)器人作為機(jī)器人中的一員，由于其具有更好的靈活性、獨(dú)立性等優(yōu)點(diǎn)，使得它成為機(jī)器人探索中的熱門領(lǐng)域。近年來，為了滿足實(shí)際應(yīng)用中的需求，不僅需要移動(dòng)機(jī)器人具有很好的環(huán)境適應(yīng)能力，還需要其具有更完善的智能控制系統(tǒng)，而移動(dòng)機(jī)器人的避障及路徑規(guī)劃問題正是該方面研究的熱點(diǎn)之一。本論文以移動(dòng)機(jī)器人的避障及路徑規(guī)劃作為研究方向，結(jié)合多傳感器信息融合技術(shù)，對機(jī)器人

2、定位、軌跡跟蹤、避障及路徑規(guī)劃等問題進(jìn)行了研究。主要研究工作如下：
　　首先，介紹了本論文的研究背景及意義，闡述了國內(nèi)外移動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展概況和移動(dòng)機(jī)器人中的主要技術(shù)。以輪式移動(dòng)機(jī)器人為研究對象，建立了機(jī)器人和傳感器的模型，并對于誤差較大的里程計(jì)定位問題，采用擴(kuò)展卡爾曼濾波(EKF）融合算法來提高定位準(zhǔn)確度。
　　其次，對于移動(dòng)機(jī)器人的軌跡跟蹤問題，設(shè)計(jì)建立兩個(gè)模糊控制器——位置跟蹤模糊控制器和位姿跟蹤模糊控制器，將通過模糊控

3、制器后的輸出數(shù)據(jù)作為移動(dòng)機(jī)器人底層運(yùn)動(dòng)控制的期望值，并對系統(tǒng)中的伺服電機(jī)控制以及機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制采用雙PID調(diào)節(jié)方式來調(diào)整機(jī)器人的位姿，使其能夠跟蹤預(yù)定軌跡。
　　最后，對移動(dòng)機(jī)器人的避障及路徑規(guī)劃問題進(jìn)行研究。對于已知環(huán)境地圖的全局路徑規(guī)劃，采用改進(jìn)后的人工勢場法，該方法能夠避免陷入局部極小值點(diǎn)并規(guī)劃出一條無避碰的路徑；對于存在動(dòng)靜態(tài)障礙物的局部避障及路徑規(guī)劃問題，分別設(shè)計(jì)了靜態(tài)避障模糊控制器和動(dòng)態(tài)避障模糊控制器，并針對動(dòng)態(tài)障礙