本文關(guān)鍵詞：保證智能輪椅平滑通過(guò)狹窄通道的路徑曲率優(yōu)化算法

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【摘要】：為了使用戶更感舒適,智能輪椅應(yīng)該能在具有復(fù)雜幾何約束的室內(nèi)環(huán)境下平滑地通過(guò)狹窄通道.本文提出一個(gè)基于路徑曲率優(yōu)化的算法以確保智能輪椅平滑地通過(guò)狹窄過(guò)道.考慮到路徑平滑度取決于路徑曲率及其變化率,在通過(guò)傳感器數(shù)據(jù)計(jì)算出狹窄通道相對(duì)于輪椅的位置后,算法以貝塞爾曲線的曲率及其變化率最小為優(yōu)化目標(biāo),以輪椅過(guò)通道時(shí)的方向及貝塞爾多邊形應(yīng)為凸多邊形作為約束,規(guī)劃出一條平滑的最優(yōu)路徑,然后控制輪椅實(shí)時(shí)跟蹤這條路徑.上述過(guò)程動(dòng)態(tài)循環(huán)運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)了智能輪椅平滑通過(guò)狹窄通道.仿真中將本文算法同基于A*的路徑規(guī)劃導(dǎo)航算法進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果表明本文提出的基于曲率優(yōu)化的算法可以實(shí)現(xiàn)比A*算法路徑曲率更小且更加平滑的過(guò)狹窄通道過(guò)程,并且即使在沒(méi)有全局地圖和定位信息情況下,算法也能控制輪椅平滑地通過(guò)狹窄過(guò)道.實(shí)驗(yàn)中詳細(xì)闡述了算法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程,實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證實(shí)了算法的有效性.
【作者單位】： 上海大學(xué)機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院;牛津大學(xué)計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院;艾塞克斯大學(xué)計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院;
【基金】：上海市科委揚(yáng)帆人才計(jì)劃項(xiàng)目(16YF1403700);上海市科委重點(diǎn)項(xiàng)目(15411953502,14JC1402200) 上海高校青年教師培養(yǎng)資助計(jì)劃(ZZ SD15088)資助~~
【分類號(hào)】：TH789
【正文快照】： 室內(nèi)環(huán)境往往具有很多狹窄的過(guò)道,這給輪椅的正常工作帶來(lái)較大挑戰(zhàn).另一方面,輪椅用戶通常是行動(dòng)不便者和老人,他們不能很好地控制輪椅.因此,一個(gè)巨大的需求在于智能輪椅能自動(dòng)穿過(guò)較窄的過(guò)道,以便輪椅用戶能感到安全和舒適[1]. 智能輪椅過(guò)通道很大程度上依賴于其運(yùn)動(dòng)控制算

【相似文獻(xiàn)】

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