移动机器人的路径规划与控制研究

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1、ABSTRACTAbstractTheresearchmobileofrobothasmadelargeprogressinrecentyears.Mobilerobothasbeenappliedinindustry,agriculture,military,educationandsoon.Thispapermainlyresearchproblemthatpathplanningofmobilerobotinglobalunknownenvironmentwithmovingobstacles.Themainofcon

2、tributionsaregivenasfollows:1.Studiedmobilerobotkinematicalmodel,asystemofultrasonicsensorwaspresented.Acontrolsystemmodelofmobilerobotwaspresented.2.Multi-inputmulti-outputsystemwasdynamicSpread,andsingular-inputsingular-outputsystemwasobtained.ByusingPopov'shyper

3、statictheory,anadaptivefuzzycontrollerisproposedtocontrolaclassofsingular-inputsingular-outputnonlinearsystem3.Withinformationwhichsensorobtained,clusterapproachwasusedtoseparatedynamicobjectsandstaticobjects.Usingtheestimateofleastsquarestoarithmeticforecastkinema

4、ticaltrajectoryofdynamicobjects.4.Designedthepathplanningofamobilerobot.Thetrajectorytrackingcontrolproblemofamobilerobotisdiscussed.Anobstacleavoidancemethodbasedoncirclelocusisputforward.Keywords:MobileRobot,PathPlanning,AdaptiveFuzzyController,ClusterAnalyze,Dyn

5、amicSpread,CircleLocus,ObstacleAvoidance西北下业大学硕卜论文第一章绪论第一章绪论自古以来，人们梦想着具有超强的能力，比方说，像孙悟空那样能够变化多样，像小鸟那样能够自由地在空间飞翔，像小鱼在水中畅游，具备大力神的力气。因此，艺术家，哲学家，科学家纷纷在各自的领域中，发挥出各自的聪明才智，设计了各种各样的东西。我们一直希望能够设计一个机器人帮助我们从事危险工作，能够到达人类无法到达的地点进行探索与开发，取代人类从事繁重，单调的工作。比方说最近人类利用智能机器人对火星进行了探测。智能移动机

6、器人就是其中的成果之一。智能移动机器人是机器人研究领域的一个重要的分支。智能移动机器人集人工智能、智能控制、信息处理、图像处理、检测和转换等专业技术为一体，跨计算机、自动控制、机械电子等多fi7学科，成为当前机器人研究领域的热点之一。'1.1移动机器人的发展现状'1.1.1移动机器人的发展现状1969年，斯坦福研究院的Niissen设计了一个移动机器人，目的是为了研究应用人工智能技术，在复杂环境下机器人系统的自主推理、规划和控制。因此他成为了世界上第一个利用人工智能的方法来设计移动机器人的研究人员，他给他设计的机器人取名叫“

7、Shakey0。在上个世纪七十年代，研究人员的重点放在固定机器人领域中。然而到了八十年代中期，人们对移动机器人的研究呈爆炸式的发展。许多公司开始设计、制作和销售移动机器人平台，这些平台被用于研究与教育目的。在很短的时间里，自主移动机器人就引起了全世界的广泛注意，尤其是在美国和日本。他们在该领域的研究发展很快，西北工业火学硕卜论文第一章绪论取得的成果处于世界的领先地位。麻省理工学院人工智能实验室的科学家Brooks[1987]发表了一篇标志性的论文，这篇论文提出了包孕结构。包孕结构是对传统的人工智能理论的重大突破。他认为移动机

8、器人的控制问题应该按照行为方式来分解，而不是按照功能组件来分解。用这种理论设计的移动机器人能够在仅使用超声波传感器和红外线传感器的情况下就可以在实验室里自由的运动，而不会碰上障碍物和工作人员。在这个成功的机器人结构提出后的上个世纪九十年代，很多的研究人员发表了大量的文献。这些文献中许多采用