文档介绍：移动机器人的避障与路径规划研究工学硕士学位论文导航、制导与控制硕士研究生:指导教师:学位级别:学科、专业:所在单位:论文提交日期:论文答辩日期:学位授予单位:段玉刚孙华教授工学硕士自动化学院年月哈尔滨工程大学分类号:编号:密级:
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码年午殳⒎璽社移衍同期:如山月吕日哈尔滨工程大学学位论文原创性声明日期:蛖陪三月字日学位论文授权使用声明年铝羧本论文辉谑谟柩缓蠹纯本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中己注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者┳:本人完全了解学校保护知识产权的有关规定,即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索,可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文,可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声口在授予学位个月后口解密后晒滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。导师┳:明。
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摘要器人智能的一个重要因素——避障与路径规划就显得尤为重要,它是机器人研究领域的移动机器人的研究和开发近年来受到了人们的高度重视,人们要求机器人在运动过程中能够根据周围环境的变化而自主的采取相应措施的能力也越来越强。因此,作为机关键技术之一,是机器人进行其它高级任务的前提。移动机器人通过感知系统检测外界环境信息,对这些信息进行处理后制定出行走路线,并在行进过程中躲避障碍物。本文以自制的轮式机器人为研究对象,对移动机器人的避障与路径规划进行了研究,主要内容如下:首先,对传统人工势场法进行了分析与研究。人工势场法以其结构简单、直观和易于实时性控制的特点,得到了广泛的应用,但该方法自身也存在着固有的缺陷,即局部极小点问题。在传统人工势场法中的势场函数启发下,针对这些局部极小点问题,定义新规则下的人工势场函数,即改进人工势场法,这种方法克服了传统人工势场法中存在的这些局部极小点问题。对机器人的避障控制进行了分析,包括信息的采集与处理,环境信息分类,安全避障距离的选取原则,避开前方和侧面障碍物的分析。其次,设计了以为主控芯片的避障系统硬件电路,包括最小系统板的设计,ㄎ荒?橛氲卮糯ǜ衅鞯难≡瘢饩嗟缏返纳杓疲缁缏飞杓啤2捎偷卮糯ǜ衅鞑饬炕魅说奈恢糜牒较蛐畔ⅲ徊饩嗟缏凡糠稚杓剖俏;竦没魅酥围的环境信息,其包括超声波发射电路设计与超声波接收电路设计以及红外测距模块的选择。利用技术进行了系统的:构建,包括基本模块的配制与添加,自定制模块的设计。为分担的负担,获得精准的中心频率及精确的定时,对避障系统进行了性能优化,其中包括超声波测距模块与红外测距模块的性能优化。系统软件设计部分包括ㄎ荒?橛氲卮糯ǜ衅魇莸牟杉氪沓绦颍缁刂频娜砑杓疲及实现避障与路径规划的软件程序等。最后,对改进人工势场法进行了仿真,仿真结果表明在改进势场函数基础上通过修改斥力方向的方法,可以解决传统人工势场法下的三个局部极小点问题,且在较复杂的环境下,也能够使机器人安全无碰撞的到达目标点且保证所行驶的路径最短。对系统进行了避障与导航实验,实验结果表明在环境不太复杂的情况下,机器人能够实现实时的避障;通过地磁传感器与ㄖ够魅四芄皇贾粘拍勘甑惴较蛟硕保证能够到达目标点。关键词:移动机器人;避障;路径规划;人工势场法;移动机器人的避障与路径规划研究
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