室內(nèi)自主移動機(jī)器人沿墻導(dǎo)航研究.pdf

1、自主移動機(jī)器人的導(dǎo)航研究一直是移動機(jī)器人研究領(lǐng)域的重要課題。通常情況下,移動機(jī)器人的運行環(huán)境是未知的,所以移動機(jī)器人的導(dǎo)航具有很多的不確定性。本文主要針對移動機(jī)器人在未知環(huán)境中的沿墻導(dǎo)航行為存在的不確定性問題,設(shè)計了一個基于模糊邏輯的高精度沿墻導(dǎo)航控制器,并通過實驗驗證了控制器的有效性。具體來講,本文所完成的工作主要包括以下幾個方面:
　　首先,簡要介紹了移動機(jī)器人導(dǎo)航研究的背景和意義,并對模糊邏輯算法的理論基礎(chǔ)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深

2、入分析。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計了一個基于模糊邏輯的沿墻導(dǎo)航控制器,并在實驗環(huán)境中實現(xiàn)了移動機(jī)器人的沿墻導(dǎo)航行為。相比于傳統(tǒng)控制算法,模糊邏輯能更好地克服了未知環(huán)境帶來的不確定性,但由于缺乏被控對象的精確數(shù)學(xué)模型,穩(wěn)態(tài)誤差是一個局限。
　　其次,針對常規(guī)模糊控制器本質(zhì)上存在的穩(wěn)態(tài)誤差局限性和紅外接近傳感器易受環(huán)境噪聲因素干擾的特性,本文從兩個方面來提高控制精度。其一,對控制器的執(zhí)行效率和輸出結(jié)果的連續(xù)性進(jìn)行綜合分析,篩選適當(dāng)?shù)碾`屬函數(shù)類型

3、,使得移動機(jī)器人的控制效果更加平滑;其二,從被控對象自身出發(fā),即采用多項式擬合方法對移動機(jī)器人自帶的紅外接近傳感器進(jìn)行校正,得到紅外接近傳感器的校正模型。從而,有效地減少了因傳感器讀數(shù)誤差而引起的控制誤差。
　　最后,設(shè)計和搭建了基于KHEPERA II移動機(jī)器人平臺的實驗環(huán)境,并在各種典型實驗環(huán)境下,對所提出算法的可行性進(jìn)行了驗證,實現(xiàn)了預(yù)期的沿墻導(dǎo)航行為。實驗結(jié)果表明,本文提出的基于模糊邏輯的高精度沿墻導(dǎo)航控制器能夠滿足移動機(jī)