基于超聲波定位的機器人路徑規(guī)劃.pdf

1、隨著機器人技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用,移動機器人漸漸走入人們的家庭生活。移動機器人在室內(nèi)環(huán)境的運動規(guī)劃成為其研究的一個重要方向。室內(nèi)環(huán)境包括家庭、敬老院、博物館、機場、倉庫、養(yǎng)殖場等,移動機器人想在室內(nèi)運動,需要定位系統(tǒng)提供自身位置信息、環(huán)境信息和路徑規(guī)劃。
　　 本課題綜合多項技術(shù),面向?qū)嶋H應(yīng)用在技術(shù)應(yīng)用方法上做出了一定的創(chuàng)新工作,改進了路徑規(guī)劃,完成了室內(nèi)定位系統(tǒng)的研發(fā)和室內(nèi)環(huán)境信息的建模。并通過仿真和實際機器人完成了實驗驗證。具

2、體工作分為以下幾點:
　　 設(shè)計和實現(xiàn)了超聲波定位系統(tǒng)的硬件部分和通信協(xié)議,選擇三邊測量法完成受控物體在運動空間的位姿計算。此處選受控對象為機器人,也可以是人、動物及需要定位和獲取相關(guān)信息的移動物體等。
　　 提出建立未知環(huán)境地圖的方法。機器人在位置已知的情況下,沿工作環(huán)境邊緣行走一個封閉的曲線,對環(huán)境的大小進行一個全面的感知,建立環(huán)境的輪廓,用柵格法表示。最后在未知環(huán)境柵格化的基礎(chǔ)上應(yīng)用深度優(yōu)先算法遍歷整個可行的工作空

3、間,搜索出所有的可行路徑的同時也就知道了所有的障礙物,建立了室內(nèi)環(huán)境地圖。
　　 改進經(jīng)典A*路徑搜索算法,實現(xiàn)了機器人了從起點到終點的全局最優(yōu)路徑規(guī)劃。該路徑搜索算法考慮了機器人在行走過程中的轉(zhuǎn)向問題,節(jié)省機器人行走時間,降低行走難度。
　　 利用實現(xiàn)的超聲波定位系統(tǒng)采集試驗數(shù)據(jù),計算移動物體位置,驗證系統(tǒng)的可靠性。通過仿真驗證了本課題提出的未知環(huán)境的建模和改進的A木路徑規(guī)劃算法的正確性。最后通過MT-R機器人完成全局