不確定環(huán)境下基于動態(tài)子目標搜索的移動機器人路徑規(guī)劃算法研究.pdf

1、隨著智能控制技術、計算機和網絡技術、仿生學以及人工智能等學科的飛速發(fā)展，智能移動機器人技術的研究越來越受到國內外學者的重視。路徑規(guī)劃是移動機器人智能導航和環(huán)境探索的關鍵技術，是完成其它高級任務的必要基礎。本文基于不確定的準結構化室內環(huán)境，對移動機器人局部路徑規(guī)劃展開理論和應用研究。旨在構建不確定環(huán)境下具有無碰撞局部最優(yōu)路徑規(guī)劃能力的方案，為移動機器人實時性導航提供一種新型實用的路徑規(guī)劃算法。 本文的研究工作基于裝配有兩種傳感器的

2、ZSTU自主移動機器人平臺展開，該平臺配備有用于180。水平測距的激光測距儀和用于航位推算的里程計。 首先對ZSTU移動機器人所裝配的里程計傳感器和激光測距儀傳感器建立了相關模型，并對傳感器的誤差進行了分析討論。研究了由里程計進行航位推算的局限性，提出機器人位姿誤差協(xié)方差矩陣的更新方程。此外，分析了各種環(huán)境因素對激光測距儀的影響。為移動機器人定位、路徑規(guī)劃等導航工作的開展做好了硬件上的準備。 在建立激光傳感器模型的基礎上

3、，完成了激光測距數(shù)據采集模塊及其用戶界面的設計；通過數(shù)據濾波、點簇聚類、點簇分段和直線擬合等過程，對激光數(shù)據進行了特征提取。仿真和真實環(huán)境實驗驗證了該方法可行有效，為移動機器人路徑規(guī)劃做好了環(huán)境特征識別的工作。 在不確定環(huán)境下進行移動機器人路徑規(guī)劃時，針對存在的缺乏先驗的全局環(huán)境信息而無法進行有效的離線全局規(guī)劃這一個焦點問題，本文采用最短切線法引入動態(tài)子目標，通過分析激光檢測系統(tǒng)LMS200采集的數(shù)據，在導航途中臨時產生一系列子