未知環(huán)境中移動(dòng)機(jī)器人認(rèn)知技術(shù)的研究.pdf

1、未知環(huán)境中移動(dòng)機(jī)器人的環(huán)境認(rèn)知問(wèn)題，是移動(dòng)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)各種任務(wù)的前提。通過(guò)對(duì)未知環(huán)境的認(rèn)知，可以把未知環(huán)境下的問(wèn)題轉(zhuǎn)化到已知環(huán)境中解決，也方便從全局環(huán)境的角度去考慮問(wèn)題。未知環(huán)境中的自主移動(dòng)機(jī)器人認(rèn)知研究具有很重要的理論意義和研究?jī)r(jià)值。
　　 移動(dòng)機(jī)器人環(huán)境認(rèn)知技術(shù)主要包括兩方面的內(nèi)容:未知環(huán)境探索與地圖構(gòu)建。未知環(huán)境探索主要是通過(guò)移動(dòng)機(jī)器人自身攜帶的傳感器對(duì)環(huán)境進(jìn)行感知，是一個(gè)不斷尋找最優(yōu)候選點(diǎn)(NextBestView)的過(guò)程

2、。探索過(guò)程中需要結(jié)合路徑規(guī)劃的內(nèi)容，選取一條損耗最小、效率最高的無(wú)碰撞探索路徑。構(gòu)建環(huán)境地圖則是將環(huán)境認(rèn)知的結(jié)果用具體的環(huán)境地圖來(lái)表達(dá)，通常與移動(dòng)機(jī)器人自主定位技術(shù)有著密切的關(guān)系。
　　 移動(dòng)機(jī)器人環(huán)境探索問(wèn)題可以分成兩個(gè)過(guò)程:生成候選探索點(diǎn)與選取最優(yōu)探測(cè)點(diǎn)。在前沿理論的基礎(chǔ)上，本文綜合考慮了路程損耗、移動(dòng)機(jī)器人姿態(tài)和環(huán)境遍歷性等問(wèn)題，對(duì)未知環(huán)境中候選探索點(diǎn)的生成方法進(jìn)行了分類(lèi)說(shuō)明。針對(duì)探索過(guò)程中出現(xiàn)多個(gè)候選探測(cè)點(diǎn)的問(wèn)題，利用多

3、指標(biāo)決策方法，確定最優(yōu)探測(cè)點(diǎn)。構(gòu)建環(huán)境地圖是伴隨著探索過(guò)程同時(shí)進(jìn)行的，移動(dòng)機(jī)器人探索一個(gè)區(qū)域后立即構(gòu)建該區(qū)域的環(huán)境地圖。增長(zhǎng)型神經(jīng)氣網(wǎng)絡(luò)是由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)間連線(xiàn)組成的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，本文中采用該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表達(dá)已探測(cè)環(huán)境的地圖信息。隨著探索過(guò)程的進(jìn)行，利用增長(zhǎng)型神經(jīng)氣網(wǎng)絡(luò)的增長(zhǎng)性和拓?fù)湫?，逐步完成?duì)整個(gè)工作環(huán)境的地圖構(gòu)建。本文對(duì)環(huán)境探索和拓?fù)涞貓D構(gòu)建分別進(jìn)行了Matlab仿真實(shí)驗(yàn)，并且選取了兩種類(lèi)型的工作環(huán)境，實(shí)驗(yàn)取得了比較滿(mǎn)意的效果，有效解決了