室內(nèi)服務(wù)機(jī)器人的導(dǎo)航研究.pdf

1、導(dǎo)航一直是移動機(jī)器人的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問題之一，對于服務(wù)機(jī)器人來說也是如此，導(dǎo)航是服務(wù)機(jī)器人完成各種服務(wù)如物體抓取、輔助行走的先決條件之一，是實(shí)現(xiàn)智能化的關(guān)鍵。本文以中科院重要方向項(xiàng)目“老人服務(wù)機(jī)器人”為背景，針對室內(nèi)服務(wù)機(jī)器人的導(dǎo)航問題進(jìn)行了研究，論文的主要包括以下幾個方面：
　　 首先，介紹了服務(wù)機(jī)器人發(fā)展歷史、我國開展服務(wù)機(jī)器人研究的作用和意義，導(dǎo)航在服務(wù)機(jī)器人相關(guān)技術(shù)中的作用，以及機(jī)器人控制和仿真平臺Player/Stage，

2、并詳細(xì)介紹了國內(nèi)外服務(wù)機(jī)器人的研究現(xiàn)狀。
　　 其次，針對室內(nèi)服務(wù)機(jī)器人工作環(huán)境的特點(diǎn)，本文采用了靜態(tài)地圖對環(huán)境進(jìn)行建模，并將其作為先驗(yàn)知識。考慮到機(jī)器人并不知道自己的初始位姿，采用了基于蒙特卡洛(MCL)的全局的定位方式，MCL 使用粒子濾波器采用統(tǒng)計(jì)的、基于采樣的方法描述整個空間的概率分布，通過重采樣，對權(quán)值較小的粒子少采樣，對權(quán)值較高的粒子多采樣，控制粒子的數(shù)量和分布，該算法并不會隨時間的增加不斷的將誤差進(jìn)行累積，具有較好

3、的定位效果。
　　 在局部避障方面，采用了VFH的改進(jìn)算法VFH+，VFH+使用四步數(shù)據(jù)縮減法代替VFH的兩步縮減法來計(jì)算新的移動方向，理論和實(shí)驗(yàn)都表明，VFH+是一種較好的局部避障算法，然而在某些情況下，機(jī)器人可能會陷入局部死區(qū)，本文隨后介紹了將A*算法引入VFH+的VFH*算法，以解決該問題。
　　 對于全局路徑規(guī)劃問題，本文采用了Wavefront 全局路徑規(guī)劃算法，機(jī)器人通過使用從目標(biāo)的發(fā)出的波浪，無碰撞地朝目標(biāo)