基于主被動視覺的障礙檢測與機(jī)器人局部路徑規(guī)劃.pdf

1、地面智能移動機(jī)器人在交通、軍事、太空探索、工業(yè)等領(lǐng)域有著越來越廣泛的應(yīng)用，吸引著各國的科技人員對其進(jìn)行廣泛而深入的研究。其中，障礙檢測和路徑規(guī)劃問題是地面智能移動機(jī)器人的研究熱點，對于推動機(jī)器人更好地服務(wù)于各個領(lǐng)域具有重要意義。
　　 機(jī)器人常用的傳感器是激光雷達(dá)和攝像機(jī)。激光雷達(dá)是一種廣義上的主動視覺傳感器，具有數(shù)據(jù)量小、精度高等優(yōu)點，但是分辨率有限;攝像機(jī)是傳統(tǒng)的被動視覺傳感器，可以提取障礙的顏色、形狀，但是不能直接獲得障礙

2、的距離信息。
　　 本文研究了激光雷達(dá)數(shù)據(jù)的聚類障礙檢測和基于圖像分割的障礙檢測，并將激光雷達(dá)和攝像機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合。首先把激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)投影到圖像，并以投影像素為種子進(jìn)行區(qū)域生長，得到了可信的障礙區(qū)域。然后通過與基于圖像分割得到的可疑障礙區(qū)域進(jìn)行比較，將激光雷達(dá)漏檢的可疑障礙加入到障礙檢測結(jié)果，從而得到全面可靠的環(huán)境信息，以便進(jìn)行下一步的處理。
　　 常用的局部路徑規(guī)劃方法如人工勢場法、應(yīng)激式規(guī)劃，由于其原理的缺陷，存

3、在著局部最小等問題。局部路徑規(guī)劃的研究趨勢是全局與局部相結(jié)合、多種局部路徑規(guī)劃相結(jié)合，以克服單一局部路徑規(guī)劃方法的缺點。本文分析了人工勢場法等方法，提出了一種基于圓軌跡的路徑規(guī)劃策略。首先，采用GPS和兩點法進(jìn)行全局規(guī)劃;其次，采用滾動窗口法及時更新當(dāng)前窗口信息，尋找局部優(yōu)化子目標(biāo);最后，采用基于圓軌跡的局部路徑規(guī)劃到達(dá)子目標(biāo)。
　　 采用圓軌跡更加符合地面智能移動機(jī)器人的運動學(xué)特點，且軌跡平滑。通過評價基于圓軌跡的路徑規(guī)劃與基