【正文】 ? ? ?? (31) 模糊控制的過程中，如果測量到的數據很準確，那么用這種模糊化的方法就是十分正確合理的。 模糊化 模糊控制器將輸入量模糊化，再根據模糊規(guī)則進行推理，最后得出精確的輸出量來控制系統。 知 識 庫模 糊 化推 理 單 元去 模 糊 化數 據 庫 規(guī) 則 庫 圖 3 2 典型的模糊控制器結構圖 模糊控制器的基本結構包括：知識庫、推理單元、輸入輸出接口 [16]。 A / D模 糊 控 制 器D / A執(zhí) 行 機 構被 控 對 象變 送 器 圖 3 1 模糊系統結構圖 模糊系統是模糊 邏輯推理系統的簡稱。 隸屬度表示元素屬于集合的程度。 模糊控制規(guī)則屬于知識表示方法中的 IFTHEN 的規(guī)則形式，更接近人的思維形式。由于環(huán)境條件的有限，障礙物信息通常是未知的，很難建立精準的數學模型來實現避障控制。 8 3 模糊邏輯避障控制系統的策略研究 模糊邏輯控制研究現狀 模糊應用在在工業(yè)、經濟以及人類生活等領域已有廣泛的應用。 圖 2 6 左側有障礙物安全距離確定 如上 圖 2 6 所示，移動機器人的運動方向與全局坐標中橫坐標夾角為，同時機器人在轉彎時做圓弧運動，便可求出此時的安全距離為 c os ( 1 c os ) 25rrD d R R R R R??? ? ? ? ? ? ? ? ? (31) 同樣，聲納安全距離 0 (1 cos )d ???。 圖 2 5 前方有障礙物安全距離確定 7 由上圖可知 R 的大小是與機器人的運動速度有關系的， v 越大則 R 越大，一般的機器人的運動速度在 5cm/s 到 10cm/s 之間，若 v=10cm/s 時，通過實驗所得，根據最小二乘法處理得出， cm? ，聲納在移動機器人的分布半徑是 25cm，因此機器人的實際安全距離應該是： 1 5 .8 2 5 4 0 .8D cm? ? ?。 前方存在障礙物時的安全距離選取 首先我們分析前方存在障礙物時安全距離選取。 移動機器人在行進過程中要盡量做到與周圍的物體一定的安全距離距周圍的物體有一定的距離，以免碰觸到障礙物，這個距離就是最小的安全的距離。假設rplk ??? 6 移動機器人的左右輪的計數脈沖在第 k 個采樣周期中分別為 km 和 kn ，那么式子 22 便可以寫成 ? ?? ?? ?111c ossi n2k k k k kPk k k k kPk k k kPRx x m n tMRy y m n tMRm n tDM???????????? ? ? ????? ? ? ????? ? ? ??? (27) 式子 27 中， 1 1 1,k k kxy ?? ? ?和 是第 1k? 周期的位移與方向角度， pM 是輪子轉動一圈的脈沖數， t? 是采樣時間。則得出 1 ()2 lrRv ???? (24) 2 ()2 rlRv D ???? (25 ) 上式中， R 為驅動輪的半徑， D 為兩輪間的距離。所以在運動過程中只能做直線運動與圓弧運動，若兩個輪子的線速度一樣時，該機器人就是進行直線行駛；若是兩個輪子的線速度不同時，該機器人就是做半徑一定的圓弧運動。) c o sx x x y ?? ? ? (22) 5 220 ( 39。根據三角變換可得 39。在機器人運動的過程中，機器人的內部坐標系的數值與實際情況下的絕對坐標系之間進行不斷地轉換。移動機器人的坐標系是由絕對坐標系與相對坐標系構成的，我們所用的超聲波傳感器探測到的參數信息是指移動機器人探測到障礙物的距離，是相對機器人而言的。運動學方程就是來描述系統所處的位置與位姿的方程，它沒有考慮到系統移動過程中的變化，只是研究了位姿與其相對的時間周期還有其他變量之間的導數關系。首先我們先了解當前模糊邏輯控制研究現狀，并介紹模糊控制的理論基礎以及模糊控制系統的組成，在此基礎上進行移動機器人模糊系統的設計，為了用 Matlab 建立模糊控制工具箱，首先先選定輸入輸出量，建立其隸屬度函數，設計模糊控制規(guī)則，然后進行模糊推理與解模糊。首先說明該選題的研究背景以及意義，并介紹國內外避障算法的研究現狀，更多的了解當前研究的大環(huán)境，再對目前一些常用的避障算法進行介紹，根據以上內容最后介紹本論文的主要內容以及安排。 論文主要內容及論文安排 機器人避障如今已是機器人技術中的關鍵之一，雖然之前各位學者們就已研究了機器人人避障的問題，但為實現移動機器人在環(huán)境未知或部分未知情況下進行動態(tài)避障的要求。 人工勢場法：由 Khatib 提出的一種虛擬力法，就是機器人在人工受力場中運動，障礙物對機器人產生一定的斥力，同時目標點對機器人也生引力，此時兩力的合力為移動機器人的加速力，進而控制機器人的方向 [14]。常用可視圖法，將機器人的初始點和終點以及軌跡都由點來表示，在障礙物密集處由于搜索時間長，可能會碰觸障礙物。 全局避障方法 自由空間法：采用預先定義的基本形狀，如廣義錐形、凸多邊形等來構造自由空間，再將其表示成連通圖，再經過搜索連通圖進行路徑規(guī)劃 [13]。 避障常用算法介紹 機器人自身的智能水平是通過機器人的如何定位、路徑規(guī)劃和運動控制這三個方面來實現的。 2 本設計中，研究移動機器人自主避障的常用方法，然后設計模糊邏輯避障控制系統，在此系統的基礎上進行控制算法研究并進行仿真。二是機器人的智能化，其技術多元化融入了人工智能還有多種較新興的模糊理論、神經網絡、傳感器等計算機技術，使得移動機器人具有自主計算分析環(huán)境的能力，這也促使機器人的智能技術快速發(fā)展。 與國外移動機器人技術相比較，國內的起步較晚，相關的研究所設備和技術人員也較缺乏，技術相對而言也稍顯稚嫩。 進入 90 年代后，涌現出很多智能機器人，如 CMU 的 Navlab 系列移動機器人系統；德國 Vamorsp 和 Caravelle 系統；日本本田公司的 p 系列和 ASIMO 人型機器人；日本索尼的 SDR3X 人型機器人和 AIBO 娛樂型機器人等各方面現金研究結果。從 20 世紀七八十年代開始，日本汽配車間配有十幾臺電焊移動機器人完成電焊作業(yè)；美國從學術角度單純的研究戶外移動機器人、研制采用人工智能學的移動機器人能夠自主進行感知，環(huán)境建模，行為規(guī)劃以及執(zhí)行任務； 20xx 年美國 Actic Media 機器人公司開發(fā)出先鋒系列第 3 代機器人 Pioneer3AT,裝配先進的激光導航、超生定位、立體攝像測距及羅盤定位、通過以太網進行網絡控制。然后進行機器人的建模，并在此基礎上，再采取模糊邏輯控制法進行避障算法研究，建立模糊邏輯控制器。 ：任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學位論文版權使用授權書 本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 作者簽名： 日 期： 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。 畢 業(yè) 論 文 基于模糊邏輯的自主移動級機器人避障控制算法研究 畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。 作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日 期： 使用授權說明 本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝?、縮印、數字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績热荨１救送耆庾R到本聲明的法律后果由本人承擔。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導師簽名： 日期： 年 月 日 注 意 事 項 （論文）的內容包括： 1）封面（按教務處制定的標準封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關鍵詞 4）外文摘要、關鍵詞 5）目次頁（附件不統一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結論 7）參考文獻 8）致謝 9）附錄（對論文支持必要時） ：理工類設計（論文）正文字數不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字數不少于 萬字。自主避障算法屬于智能避障功能中 的著重點，在傳統的算法研究中，需要依靠被控對象所建立的精確數學模型還有提供的全面并且完整的環(huán)境信息，在控制過程相對復雜，參數繁多，環(huán)境信息不全面，被控對象的數學模型很難確定時，避障效果不會令人滿意 本文首先對移動機器人的研究背景以及目的進行概述，然后介紹關于自主避障的一些常用方法，包括人工勢場法、模糊控制算法以及遺傳算法。 關鍵詞 移動機器人 模糊邏輯 自主避障 Function and influence on the market system of highway transportation of technological innovation Abstract Autonomous obstacle avoidance capability is an important indicator of intelligent mobile robot, also an important guarantee of intelligent vehicle safety driving. Obstacle avoidance algorithm is intelligent obstacle avoidance function of the emphasis in the traditional algorithm, it is necessary to rely on the full and plete environmental information accurate mathematical model of the controlled object also provides established, relatively plex control process parameters range of environmental information is not prehensive, when the Mathematical model is difficult to determine the effect of avoidance is not satisfactory Firstly, the mobile robot research background and purpose of the overview, then describes some of the monly used methods on autonomous obstacle avoidance, including artificial potential field method, fuzzy control algorithms and geic algorithms. Then modeling the robot, and on this basis, and then take the fuzzy logic control method of obstacle avoidance algorithm, fuzzy logic controller. According to the fuzzy theory and its fuzzy rule base algorithm and simulation to verify that obstacle avoidance algorithm enables implementation of autonomous mobile robot obstacle avoidance in an unknown environme