基于人工势场法的移动机器人避障研究

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进入二十一世纪以来,随着科学技术的不断进步,机器人技术的发展步伐越来越快,对人们的未来生活和社会的影响也越来越重要,机器人的出现使得人们更加依赖其协助完成各种危险、繁重、复杂的工作,而能够自主避障的移动机器人则成为国内外各国学者研究的重中之重。本文以“智能导览机器人研制(12-159)”项目为基础,对现有移动机器人避障算法进行分析研究,提出一种基于反应式和人工势场法的移动机器人避障方法,主要研究内容如下:(1)基于反应式的移动机器人避障方法该方法采用的是基于传感器实时获取信息的局部路径规划,通过对已有的规则反应式避障规划方法进行分析总结,提出一种新的基于反应式的移动机器人避障方法,通过将移动机器人运行环境定义成不同的情景,然后根据不同的情景建立相对应的动作来决定机器人的运行方向。该方法能有效的解决狭小空间里的防振荡和避免U型陷阱这两大避障难题。()基于改进人工势场法的避障方法研究由于机器人更多情况下是运行在未知地理信息的环境中,需要通过传感器实时获取环境信息,为了能应移动机器人在动态环境下的移动,对传统的人工势场法进行改进从而得到动态人工势场法,针对人工势场法避障规划中的目标点不可到达问题和局部最小点问题,提出了相对应的解决策略。对于目标点不可到达问题本文中修改了斥力场函数,加入机器人和目标点之间距离对机器人移动的影响;对于局部最小点问题,结合基于反应式移动避障规划思路,提出了一种建立新的中间目标点的“解围”规划,同时,为了防止机器人重复进入同一个局部最小点,又提出了一种带记忆功能的“记忆性”选择规划,从而保证机器人有效、快速、安全的向目标点移动。
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