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模块化移动机器人路径规划的实验研究

樊瑛  
【摘要】:移动机器人路径规划问题是机器人研究中一个重要问题,也是热门的研究方向之一。目前对路径规划的研究工作多是理论上的,通过计算机仿真来验证路径规划方法的有效性,而有关的实验研究或实验结论比较少见。进行移动机器人路径规划的实验研究,对验证已有的规划算法的有效性及局限性、对路径规划理论的发展以及对路径规划理论在实际中的应用都具有非常重要的意义。 本文使用博创科技的模块化移动机器人UP-Voyager作为实验平台,从移动机器人路径规划研究中的两个大方向出发进行实验研究。 1、模块化移动机器人的全局路径规划实现。使用栅格模型来描述实际实验环境,对不同障碍物处理方法进行可行性分析。通过机器人的运动控制实验了解机器人的运动特性。使用A*算法在实际实验环境中进行全局路径规划,用模块化移动机器人进行实验;然后对A*算法规划后进行路径优化处理,用模块化移动机器人进行实验。对两者的实际实验结果进行多方面的分析和比较。 2、模块化移动机器人在未知环境下的路径规划实现。机器人采用航位推算方法计算位姿,对航位推算法存在的问题进行分析。对模块化移动机器人进行传感器性能测试实验,并对多种传感器信息配置融合方法进行实验对比。采用两种基于多传感器信息的路径规划策略进行未知环境下的路径规划实验。通过实验分析它们存在的问题,提出可行的解决方法,并对部分解决方法进行实验。最后对各种规划策略的实验结果进行分析和比较。 通过实验结果,对各种路径规划方法适用的环境和情形进行分析,得出了总结性结论。


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