自主移动机器人局部路径规划方法的研究

作     者：谢敬 

作者单位：西安理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：傅卫平

授予年度：2003年

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

主      题：移动机器人 路径规划 碰撞危险度 模糊控制 运动预测 

摘      要：在制造业和非制造业中，移动机器人的应用领域越来越广。路径规划作为移动机器人技术的一个重要组成部分，对它的研究具有重要的理论意义和工程应用意义。在总结了移动机器人路径规划的主要研究方法的基础上，本文就路径规划问题开展了如下研究工作。 1．对轮式移动机器人的几种驱动方式进行了总结，引出本文研究的两轮差速驱动移动机器人的运动学方程，在此基础上进行了航位推算，为后文的路径规划做了准备。 2．在总结了前人对路径规划的研究和船舶避碰研究的基础上，形成了机器人碰撞危险度的概念，并给出了相应的数学描述，在采用模糊逻辑方法时，用障碍密集度来对模糊规则进行修改，并在基于机器人碰撞危险度和模糊逻辑的基础上进行了移动机器人路径规划的研究，通过仿真分析，表明该方法是可行的。 3．针对多机器人之间过度频繁的通讯容易造成通讯媒体冲突，以及传感器系统很难显式给出可靠的障碍物运动信息，采用回归预测的方法对运动障碍物下一时刻的位置以及速度进行预测，为移动机器人下一步的行动决策提供更可靠的依据。本文将避障行为划分为直行避障和绕行避障两种，在结合了行为决策和调度思想的基础上，给出了基于这两种划分的多移动机器人路径规划方法，并给出了仿真结果与分析。 4．验证了航位推算的理论推导，并且在机器人实验平台上对单个移动机器人路径规划进行了实验验证。