文档介绍：教育移动机器人路径规划技术研究
刘尧
摘要:机器人课程已逐渐进入高中教育,移动机器人的路径规划作为一项关键技术,学生实际学****操作比较困难。结合高中教育实际,本文设计了一种基于模糊控制的机器人局部路径规划方法,该方法简单有效,便于理解,可以使学生对机器人控制及路径规划有初步的认识和理解,以激发其学****机器人技术的兴趣。
关键词:局部路径规划;模糊控制; 栅格地图
Research on Path Planning Technique of Education Mobile Robot
Abstract:Robotic lesson has gradually entered high school curriculum. The mobile robot path planning as a key technology, students in high school learn the practical operation more difficult. Combined with actual high school education, in the paper ,a robot local path planning method based on fuzzy control is designed, which is simple and effective, easy to understand, so that students can control and robot path planning of the initial awareness and understanding, to stimulate their learning interest in robotics.
 
 
Keywords: Local Path Planning;Fuzzy Control;Grid Map
1引言
机器人课程已进入高中教育阶段,移动机器人作为机器人的一个重要分支具有典型的代表意义,它集合了机械、电子及人工智能等先进技术,是学生学****机器人技术、教学实验和锻炼动手能力理想平台[1][2]。目前,教育机器人比较普及,其教学对象大多针对大学学生,但高中学生基础知识比较缺乏,对目前的机器人学理论无法理解[3-6],因此本文针对这一现状,研究一种基于模糊控制的移动机器人路径规划技术,便于学生理解与实践。
2障碍物环境模型的建立
环境地图的建立
机器人采用占栅格地图[7],环境模型的建立方法如下:建立x-y坐标系(),机器人的起始点设为S,全局目标点设为G,都处于第一象限。S的坐标为,G的坐标为(x,y)。根据x,y的值在第一象限内建立一个大小为的二维矩阵D。矩阵中,值为0的元素代表障碍物单元,值大于0的代表自由单元,列向量对应x轴的正方向,行向量对应y轴的正方向。障碍物信息就包含在环境信息当中。
在此元素坐标系中,矩阵D元素的下标(b,c)等于元素在坐标系中的坐标(x,y),矩阵元素值z在坐标系中表示成函数:
(b=x,c=y) (2-1)
这样就可以根据函数判断点(x,y)是自由元素还是障碍物元素。
坐标系中,机器人的实时位置设为P(x,y)。机器人的路径规划在这个环境模型中,就是计