機器人巡檢方案設計及路徑規(guī)化模型.pdf

1、本文從實際問題出發(fā)，針對巡檢機器人中的最快行駛、安全避障、最優(yōu)路徑規(guī)劃三個問題分別建立數(shù)學模型，設計了一整套運行方案： 首先，為使巡檢機器人能在無人控制的狀態(tài)下完成巡檢工作，會在巡檢路線上設置若干檢測點，以便機器人識別并校正行進路線。也就是說機器人的行進路線被這些點分成若干段，需要對機器人在每一小段上的行進方案進行設計。本文綜合考慮了省時、節(jié)能兩個重要因素，建立了巡檢機器人行進模型，求得了不同距離間隔的檢測點間機器人直道行進方案

2、，并且化曲為直，將彎道等效成直道,同理求得了機器人的轉(zhuǎn)彎方案。通過該行進模型，給出了一般情況下的兩巡檢點間直道距離S<,i>與巡檢時間t、巡檢功耗W的關系： 其次，在巡檢機器人能夠按照設定獨立巡檢之后，安全避障問題能否解決直接關系到前一方案能否實行。由于巡檢機器人無人控制，它只能依靠自身攜帶的激光傳感器、聲波傳感器等保障行進的安全性。本文利用機器人攜帶的最普遍的激光傳感器，為其建立了靜止障礙檢測模型和運動障礙檢測模型，可以及時的

3、計算出障礙物的位置、體積，并據(jù)此為巡檢機器人的行進設計了合理的安全避障方案： 1．對于靜止在機器人直道行進路線上的障礙，使用直道靜止繞障方案。 2．對于靜止在機器人彎道行進路線上的障礙，使用彎道靜止繞障方案。 3．對于在機器人直道行進路線上運動的障礙，使用直道運動繞障方案。 4．對于在機器人彎道行進路線上運動的障礙，使用彎道運動避障方案。 然后，本文對實際環(huán)境諸如天氣、路況等可能出現(xiàn)的不同情況進行

4、分析，以確保行進、避障方案的可行性。就此，巡檢機器人已經(jīng)可以在無人控制的狀態(tài)下對設定的路線和檢測點進行巡檢。然而，對于較為復雜的巡檢地圖，還需要對其巡檢路線進行規(guī)劃。 讓巡檢機器人走最短路徑巡檢所有檢測點并回到初始位置，這應該是一個典型的貨郎擔問題。然而由于該巡檢機器人的一個特殊性質(zhì)一一無法原地轉(zhuǎn)身，但可以重復經(jīng)過某節(jié)點，使該問題成為一個類貨郎擔問題，不能用常用方法解決。加之需要設計的復雜巡檢地圖有17個巡檢點之多，更是加大了問