移動機器人環(huán)境建模與路徑跟蹤方法的研究.pdf

1、隨著智能控制、3D打印技術的興起，機器人在改變企業(yè)的制造模式和引領工業(yè)4．0時代起到重要的作用。人們對機器人的需求已不僅僅滿足于解決繁雜工作的工業(yè)機器人，服務性機器人的需求正與日俱增。
　　本文針對室內未知靜態(tài)環(huán)境下移動機器人自主導航問題，采用雙目立體視覺技術，創(chuàng)建局部環(huán)境模型，利用行為動力學方法產(chǎn)生規(guī)劃路徑，設計智能控制算法實現(xiàn)路徑跟蹤。主要工作如下：
　　首先，對移動機器人拍攝的一對圖像進行立體校正，比較兩種立體校正方法

2、，將圖像調整為共面行對準；針對障礙物輪廓提取，采用局部塊立體匹配得到障礙物視差圖，獲得障礙物的三維信息，創(chuàng)建了平面局部環(huán)境模型。研究表明，該方法能真實反映障礙物信息，環(huán)境模型準確。
　　其次，根據(jù)局部環(huán)境模型，采用基于接觸時間行為動力學的路徑規(guī)劃方法，通過計算移動機器人與障礙物邊緣離散點的最小接觸時間，找到最危險點，規(guī)劃出一條無碰撞路徑。研究表明，該方法改進了障礙物以圓或方形代替的環(huán)境地圖下路徑的合理性，更加符合實際情況。

3、　　第三，建立移動機器人運動學模型，依據(jù)機器人自身傳感器與電機工作原理，建立被控對象數(shù)學模型，設計了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的PID控制系統(tǒng)，控制移動機器人按照規(guī)劃的期望軌跡從起始點一步一步行走至目標點，在MATLAB2012b環(huán)境下下進行了仿真實驗。研究表明，該方法跟蹤誤差小，響應時間快。
　　最后，在VS2010、OpenCV2．4．9的環(huán)境下對移動機器人雙目視覺系統(tǒng)進行了應用程序編寫，建立MFC操作界面實現(xiàn)立體視覺，測試各個傳感器工