基于改进型Bug算法的林间移动平台避障方法研究

作     者：蔡存成 姚立健 曾松伟 柴善鹏 王露露 CAI Cuncheng;YAO Lijian;ZENG Songwei;CHAI Shanpeng;WANG Lulu

作者机构：浙江农林大学工程学院浙江杭州311300 浙江农林大学信息工程学院浙江杭州311300 

出 版 物：《西北农林科技大学学报（自然科学版）》 (Journal of Northwest A&F University(Natural Science Edition))

年 卷 期：2021年第49卷第7期

页      面：145-154页

核心收录：

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 082801[工学-农业机械化工程] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：浙江省基础公益研究计划项目(LGN18F030001 LGN18C200017) 

主　　题：林间移动平台 移动作业 超声波避障 自调节模糊控制 自动导航 Bug算法 

摘      要：[目的]提出一种基于改进型Bug算法的自动导航避障方法,为提高林间移动平台作业时的避障能力提供参考.[方法]通过6个超声波传感器将林间移动平台四周分为9个探测区域,根据各区域内的车-障距离确定相应的避障策略;改进传统Bug算法,将避障过程分成路径追踪、避行和绕行3个阶段;在避行阶段,建立避障转向角索引图,同时根据转向延迟试验获得转向时机的提前量,将该提前量与索引图结合,使林间移动平台在合适的时机使用最大转向角避障;在绕行阶段,通过设计带自调节函数的模糊控制器,控制林间移动平台绕障碍物边缘行驶.最后根据林间环境特点,设计大、小2种障碍物试验,分别对避障时机、绕行偏差和总路程等参数进行统计与分析.[结果]林间环境大、小障碍物避障试验表明:林间移动平台提前避障距离分别为93.9和81.7 cm,平台前方的2个传感器的探测距离在索引图范围内,可以精准实现提前避障;大、小障碍物避障总路程与理论路程之差分别占理论值的0.64%和0.42%,平均绕行偏差分别为-15.2和-7.9 cm,绕行标准差分别为7.7和12.5 cm,可以实现稳定绕障.[结论]所建立的基于改进型Bug算法的自动导航避障方法,避障路径冗余小且行驶稳定,满足了林间环境运输及其他移动作业的要求.