本文選題：路徑規(guī)劃　切入點：人工勢場法　出處：《燕山大學》2016年碩士論文

【摘要】：當今時代機器人技術飛速發(fā)展,研究人員不斷試圖提高機器人的智能化水平,其中移動機器人自主導航性能的優(yōu)劣體現了機器人智能化的高低。移動機器人大多用來幫助人類探索一些未知區(qū)域或者從事一些危險作業(yè),所以機器人在未知環(huán)境下的路徑規(guī)劃能力十分重要,機器人需要對環(huán)境有很好的適應性和魯棒性。另一方面,為了對機器人的運行狀態(tài)和周圍環(huán)境進行實時的監(jiān)控,機器人的遠程控制系統(tǒng)的搭建也十分的必要。首先,本文介紹了實驗所用的AS-R機器人的機械系統(tǒng)結構,在此基礎上構建了較為精確的雙輪差分驅動式移動機器人運動學模型,并且用公式進行了推導。然后將機器人的工作環(huán)境簡化成了二維坐標系,利用航跡推算原理計算機器人的位姿。其次,對機器人的感知系統(tǒng)進行了介紹,分析了紅外和聲納傳感器的測距原理與性能。在實驗室環(huán)境中,分析了移動機器人運動狀態(tài)中安全距離的選取,然后在PSD傳感器和聲納傳感器的基礎上,提出了兩種避障算法。調用AS-R機器人的庫函數進行軟件編程,驗證了這兩種算法的實用性。再次,本文介紹了經典人工勢場法原理,針對局部最小值陷阱,在改進人工勢場法的基礎上修改了斥力方向,引入了沿邊走行為,保證了機器人在到達目標位置之前受到的合力不為零。然后將移動機器人的路徑規(guī)劃過程分為趨向目標、避障和沿邊走三個行為模塊。機器人系統(tǒng)根據實時的環(huán)境狀況和機器人自身狀態(tài)進行行為裁決,最終到達目標位置。最后,為了完善機器人自主導航功能,并且對周圍環(huán)境進行監(jiān)控,設計了一套基于無線局域網技術的機器人遠程控制系統(tǒng)。實驗人員可以在PC上登陸客戶端實現對移動機器人實時監(jiān)控。
[Abstract]:With the rapid development of robotics technology, researchers are constantly trying to improve the intelligent level of robots. The advantages and disadvantages of autonomous navigation performance of mobile robots reflect the level of robot intelligence. Mobile robots are mostly used to help humans explore unknown areas or engage in dangerous operations. So the path planning ability of robot in unknown environment is very important, the robot needs to have good adaptability and robustness to the environment. On the other hand, in order to monitor the running state and surrounding environment of the robot in real time, It is also necessary to build the remote control system of the robot. Firstly, this paper introduces the mechanical system structure of the AS-R robot used in the experiment, and then constructs a more accurate kinematics model of the two-wheel differential drive mobile robot. Then, the working environment of the robot is simplified into a two-dimensional coordinate system, and the position and pose of the robot are calculated by using the principle of track reckoning. Secondly, the sensing system of the robot is introduced. The principle and performance of the infrared and sonar sensors are analyzed. In the laboratory environment, the selection of the safe distance in the moving state of the mobile robot is analyzed. Then, based on the PSD sensor and the sonar sensor, Two kinds of obstacle avoidance algorithms are proposed. The library function of AS-R robot is used to program the software, and the practicability of these two algorithms is verified. Thirdly, the principle of classical artificial potential field method is introduced, aiming at the local minimum trap. Based on the improved artificial potential field method, the repulsive force direction is modified, and the side walk behavior is introduced to ensure that the resultant force of the robot is not zero before reaching the target position. Then the path planning process of the mobile robot is divided into the orientation target. In order to improve the autonomous navigation function of the robot, the robot system decides the behavior of the robot according to the real-time environment and the robot's own state, and finally reaches the target position, and finally, in order to improve the autonomous navigation function of the robot, A robot remote control system based on wireless local area network (WLAN) technology is designed to monitor the surrounding environment. The experimenter can land on PC to realize the real-time monitoring of mobile robot.
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP242

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 張振喜;焦國太;鄧光明;梁聰聰;;室內清潔機器人協(xié)作技術研究[J];機械;2010年12期

2 陳陽舟;王文星;代桂平;;基于角度優(yōu)先的多機器人圍捕策略[J];北京工業(yè)大學學報;2012年05期

3 蔣新松;國外機器人的發(fā)展及我們的對策研究[J];機器人;1987年01期

4 沈慧娟;袖珍機器人別動隊[J];國外科技動態(tài);2004年02期

5 孟慶鑫,魏洪興,王立權,楊青梅,王嵐;基于蠕動原理拱泥機器人方案研究[J];中國造船;2001年01期

6 程遠;機器人軟件編程方法[J];無錫職業(yè)技術學院學報;2002年02期

7 孟慶鑫,王茁,王殿君,王立權,屠治國;“穿地龍”機器人總體方案分析與研究[J];哈爾濱工程大學學報;2003年03期

8 丁瀅潁;何衍;蔣靜坪;;基于個性演化的多機器人自組織[J];模式識別與人工智能;2003年02期

9 張汝波,王兢,孫世良;具有環(huán)境自適應能力的多機器人編隊系統(tǒng)研究[J];機器人;2004年01期

10 張飛,陳衛(wèi)東,席裕庚;多機器人協(xié)作探索的改進市場法[J];控制與決策;2005年05期

相關會議論文 前10條

1 石為人;周偉;王楷;蘇士娟;;家庭清潔機器人自主充電研究[A];2010中國儀器儀表與測控技術大會論文集[C];2010年

2 李長松;孫國林;韓勝利;;機器人料箱取件形式及控制方法[A];2013中國汽車工程學會年會論文集[C];2013年

3 孟正大;戴先中;;基于神經網絡逆系統(tǒng)方法的機器人柔順性控制[A];江蘇省自動化學會七屆四次理事會暨2004學術年會青年學者論壇論文集[C];2004年

4 陳天皓;錢成;談英姿;;類人足球仿真機器人快速起身方法的實現[A];2007年足球機器人大會論文集[C];2007年

5 薛慧婷;羅熊;胡海東;游美玲;邱新濤;;基于顏色特征的漂浮機器人三點定位系統(tǒng)[A];2009年中國智能自動化會議論文集（第五分冊）[東南大學學報（增刊）][C];2009年

6 胡海東;趙清杰;;機器人的慣性/視覺組合定位方法[A];2009年中國智能自動化會議論文集（第七分冊）[南京理工大學學報（增刊）][C];2009年

7 顧新興;孫燕樸;馮純伯;;一種新的雙機器人協(xié)調路徑規(guī)劃方法[A];1995中國控制與決策學術年會論文集[C];1995年

8 陶軍;高翔;周全;李曉亞;;利用自學習算法為機器人選擇最優(yōu)目標點的決策設計[A];馬斯特杯2003年中國機器人大賽及研討會論文集[C];2003年

9 王大川;張輝;季秀才;鄭志強;;救援環(huán)境下基于激光傳感器的機器人環(huán)境建圖以及自定位[A];2007年足球機器人大會論文集[C];2007年

10 王淑慧;吳立成;袁海文;;一種水上行走機器人的模糊控制[A];2011年中國智能自動化學術會議論文集（第一分冊）[C];2011年

相關重要報紙文章 前5條

1 克 軍;小小機器人軍團[N];大眾科技報;2003年

2 張勁　戚峰;變電站的“機器人骨干”[N];中國電力報;2009年

3 本報通訊員 張勁　戚峰;電力機器人的“神通”[N];工人日報;2009年

4 吳鴻;微型機器人引領反恐潮流[N];中國商報;2003年

5 盧家興;中科院研制出能應付復雜地形的機器人[N];大眾科技報;2004年

相關博士學位論文 前10條

1 張玉麗;基于虛擬力的多機器人化學源定位研究[D];中國礦業(yè)大學;2015年

2 張世隆;拋投機器人翻轉越障技術研究[D];北京理工大學;2015年

3 仲朝亮;受生物啟發(fā)的移動機器人空間認知及其導航[D];華東理工大學;2015年

4 王東科;空間繩系機器人目標抓捕及抓捕后穩(wěn)定控制方法研究[D];西北工業(yè)大學;2015年

5 王玲;未知環(huán)境中基于相對觀測量的多機器人合作定位研究[D];國防科學技術大學;2006年

6 王宏;煤礦機器人激光雷達與慣性傳感器導航理論及實驗研究[D];中國礦業(yè)大學（北京）;2011年

7 李飛;湍動氣流主控環(huán)境下多機器人氣味源定位[D];天津大學;2009年

8 仲宇;分布式強化學習理論及在多機器人中的應用研究[D];哈爾濱工程大學;2003年

9 李吉功;室外時變氣流環(huán)境下機器人氣味源定位[D];天津大學;2010年

10 靳國強;智能服務機器人分層任務規(guī)劃的非單調理論與實現[D];中國科學技術大學;2012年

相關碩士學位論文 前10條

1 張帥;服務型機器人設計與前瞻性研究[D];浙江大學;2008年

2 鄭梓均;基于ROS系統(tǒng)的簡易服務機器人關鍵技術的研究[D];江南大學;2016年

3 周子希;基于構建地圖的手勢控制移動機器人[D];中國海洋大學;2015年

4 田青;Mecanum輪式全向機器人位置精確控制的研究[D];東南大學;2015年

5 李文玉;智能倉庫系統(tǒng)多機器人任務分配問題研究[D];北京物資學院;2016年

6 武涵;基于無線傳感網絡的群機器人精確定位與編隊控制[D];南京大學;2016年

7 郝愛鋒;基于改進粒子群算法的多機器人編隊控制研究[D];南京大學;2016年

8 于躍;長直焊縫銑削機器人設計與研究[D];吉林大學;2016年

9 安占福;融合激光與RGB-D相機的移動機器人自定位算法研究[D];西北師范大學;2015年

10 程紫云;基于人工勢場法的機器人路徑規(guī)劃研究[D];燕山大學;2016年

，

本文編號：1685919