《动态未知环境下移动机器人的路径规划新方法》.pdf

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节．，，，，，沤·／动态未知环境下移动机器人的路径规划新方法乖。曾艳明壑，杜树新矗．浚ぁ年第总第中国农机化．江苏大学工业中心，江苏镇江，；虾９こ碳际醮笱Ц叩戎耙导际跹г夯绻こ滔担虾＃憬笱Чひ悼刂萍际豕抑氐闶笛槭遥悄芟低秤刖霾哐芯克贾菔校路径规划是指机器人在有障碍物的工作环境中寻找一条安全地、无碰撞地从起点到终点的运动路径。动态未知环境下移动机器人的在线实时避碰路径规划是目前国内外机器人研究的热点课题之一，传统的全局规划方法虽然能做出最优规划，但它只能离线地做出一次性规划，不具备实时规划性，因此动态未知环境移动机器人的在线实时避碰路径规划一般采用了局部规划方法，如岢鲆桓龅惫ぷ骺占渲姓习物运动轨迹已知时得到无碰路径的算法；等旧动态栅格法：【岢鏊俣日习墓鄣愕鹊取＞部规划方法虽然可以达到实时性要求，但由于没有全局信息，还不能对运动路径或运行时间等性能指标进行优化，得到的路径不能保证最优或次最优。在本文中，首先提出了基于极坐标空间的、以机器人期望方向角为路径优化指标的未知静态环境下移动机器人的一种新的路径规划方法。同时，将静态规划方法应用于动态未知环境下的移动机器人路径规划，在每一采样时刻，首先通过机器人的传感器系统对动态障碍物导噬鲜嵌运姓习的位置进行采样，然后利用所采样的位置信息，采用预测方法预测下一采样时刻的障碍物位置，在路径规划时将该预测位置视为是瞬时静态的障碍物，从而将动态障碍物转换成“瞬时静态”的障碍物，由此进行避碰规划，实现了动态不确定环境下的路径规划问题，保证了所规划路径的最优性或次最优性。摘要：首先提出一种基于极坐标空间的、以机器人期望运动方向角为路径优化指标的未知静态环境下移动机器人的路径规划方法。对于动态未知环境下的路径规划，采用自回归模型预测各障碍物位置，并把预测位置视为障碍物下一时刻的瞬时静态位置，从而将动态障碍物环境转换成瞬时静态障碍物环境，应用静态路径规划方法实现动态未知环境的路径规划。关键词：移动机器人；路径规划；动态未知障碍物环境；轨迹预测中图分类号：文献标识码：痡．曾艳明，庄慧忠，杜树新．动态未知环境下移动机器人的路径规划新方法泄┗：【．：—．．收稿日期：年日·基金项目：国家自然科学基金资助曾艳明，女，年生，湖南人，学士。江苏大学工业中心工程师；研究方向为模式识别与智能系统。庄慧忠，男，年生．福建人，博士．上海工程技术大学高等职业技术学院机电工程系副教授；研究方向为模式识别与智能系统。杜树新，男，年生，浙江人，博士，浙江大学工业控制研究所副研究员；研究方向为模式识别与智能系统。—．．．猰琙獄。獂．。。
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诩昕占涞木蔡肪豆婊椒进方向上有障碍物时，职方向较之另一侧为避障方向第曾艳明：动态未知环境下移动机器人的路径规划新方法数据点聚类在同一个团块中。该阈值的选定跟两个因素有关：一是雷达光斑中心距离的大小；二是我们对这个障碍的关心程度。根据本文所用雷达的性能指标，其光斑中心距在υ嘉虼司劾嚆谥当匦大于这个值。如果在朝向目标点的运动方向上障碍物密集湎逗苄』蛭藜湎，为避免机器人来不及避碰，我们将聚类阈值取得稍微大点，如为，这样有利于机器人绕过密集的障碍物群。最后，将将工作环境中的障碍物经聚类后形成的团块“膨化”成圆。坐标空间描述本节设计的路径规划采用了工作环境和移动机器人两种坐标空间，如图荆ぷ骰肪车娜ň肿昕间