【正文】 （ 2）在 txt 文本中顯示 機(jī)器人 信息 機(jī)器人是在不斷運(yùn)動(dòng)中的， 希望能夠直觀的觀測(cè)當(dāng)前的機(jī)器人的信息，例如移動(dòng)機(jī)器人每個(gè)時(shí)刻的角速度和線速度。 }))。首先在 Example3Service 中定義窗體變量： LaserData _laserDataForm。 該句表示 當(dāng)時(shí)間端口 _dateTimePort 消息到來(lái)時(shí)就會(huì)執(zhí)行 UpdateLaser 函數(shù)一次。 if (fault != null) { LogError(())。 基于向量場(chǎng)直方圖的移動(dòng)機(jī)器人避障方法研究 圖 45 機(jī)器人 P3DX 步驟 建立不可移動(dòng)的環(huán)境 菜單項(xiàng) EntityNew，出現(xiàn)圖 26 窗口，選擇 FloorPlanEntity 圖 46 建立機(jī)器人環(huán)境 點(diǎn)擊 OK，加入房間構(gòu)造，然后在編輯欄中選擇 FloorPlan，點(diǎn)擊“ Edit Entity”進(jìn)入二維的房間布置畫(huà)面， 選擇 4 個(gè) wall 作為走廊設(shè)置其高度為 ，在選擇 6 個(gè) wall 作為障礙物， 布置好房間布局后，點(diǎn)擊“ OK”按鈕退出。在 Mesh 這一項(xiàng)里，選擇安裝目錄下 store/media/作為渲染文件，然后點(diǎn)擊確定。再 設(shè)定機(jī)器人初始位置 為 0,0,0 。 由此可以得到左右輪的速度如圖 315 所示 ： 22lrll??????? ?????? ???? （ 315） 4 仿真實(shí)現(xiàn) 創(chuàng)建場(chǎng)景 步驟 添加場(chǎng)景和機(jī)器人 打開(kāi) Microsoft Visual Simulation Environment 20xx ， 模式設(shè)置為編輯狀態(tài)。 1 g o 2 0 b 0 m a xy = K | / 2 | + K ( / G G / G )G? ???? （ 313） 其中 G0 為最小給定值，取值為 1?？刂平撬俣鹊谋磉_(dá)式為式 38： go=2? ?? ? ???????? （ 310） 其中 ?? 為比例系數(shù)，取值為 . 注：由 2 確定的最優(yōu)給定值 Gb 可能對(duì)應(yīng)多個(gè)安全路徑方向，其中選取中心角對(duì)應(yīng)邊長(zhǎng)最大的那個(gè)方向?yàn)橐苿?dòng)機(jī)器人的最終行走方向。 j{ j = } jj?（ G E ） | 1,2 ， ...,H 其中 Gj 表示第 j 個(gè)有效的給定值， j? 表示第 j 個(gè)有效值對(duì)應(yīng)的可以避障的安全路徑方向與機(jī)器人的 x 軸的夾角， Ej 表示第 j 個(gè)有效值對(duì)應(yīng)的安全路徑范圍的中心角對(duì)應(yīng)的邊長(zhǎng)。 ②：由上部分中所獲得的 Gj（ 其中 j=1,2,3， … ，），用 2 中的方法判斷移動(dòng)機(jī)器人是否能夠成功避開(kāi)障礙物。因此我們可以得出結(jié)論，再能夠保證移動(dòng)機(jī)器人成功避開(kāi)障礙物的前提下，給定值 G 越大越好。但此時(shí)所獲得的范圍無(wú)法滿(mǎn)足步驟 4 中②的長(zhǎng)方形約束條件，所以這兩個(gè)給定值都是不合理的，移動(dòng)機(jī)器人無(wú)法成功避開(kāi)障礙物。該長(zhǎng)方形的兩條邊與待判斷扇形的角平分線互相平行，具體長(zhǎng)方形見(jiàn)圖 32，其中 ddZ K Z??， Kd 是比例系數(shù)且取值是 。若 nf表示并接的第一個(gè)扇形， nl 表示并接的最后一個(gè)扇形， ? d 表示待判斷大扇形的角平分線與 移動(dòng)機(jī)器人的坐標(biāo)軸的 x 軸的夾角，那么 Qd 可表示為一個(gè)矩陣 ： ? ?fld d d d dn n GQ ?? （ 31） 由幾何知識(shí)易得 ? d： ? ?d1 2 . 52 1 8 0flddnn ?? ? ? ? ???? （ 32） 步驟 4:在對(duì)待判斷大扇形區(qū)域 Sd 進(jìn)行判斷選擇，若滿(mǎn)足以下條件，那么該區(qū)域可保證機(jī)器人能夠安全通過(guò)，此區(qū)域保留，否則丟棄。并且 將每個(gè)扇形 按照從右到左的順序依次 標(biāo)記為 Sm。通過(guò) 激光測(cè)距儀所 獲得的數(shù)據(jù)，來(lái)求可以安全通過(guò)的所有范圍，即同時(shí)滿(mǎn)足邊長(zhǎng)條件和長(zhǎng)方形條件的范圍都是可 以安全通過(guò)的范圍，若不滿(mǎn)足則激光傳感器需重新采集下一組數(shù)據(jù)。 除了 所有這些組件， 微軟團(tuán)隊(duì) 還開(kāi)發(fā)了很多實(shí)例并且 為編程用戶(hù)提供 程序和塊。 MSRS 還包含一個(gè)成熟的 實(shí)時(shí) 運(yùn)行環(huán)境，用來(lái)編寫(xiě)強(qiáng)大的異步式和分布式應(yīng)用程序很容易。 假設(shè)兩個(gè)輪子的中心點(diǎn)為 p 點(diǎn)，中 心 點(diǎn) p 到兩個(gè)輪子的距離都是 l。 其中向量場(chǎng)直方圖法存在某些缺陷，在不同的環(huán)境下，對(duì)于同一個(gè)給定值可能 使得機(jī)器人無(wú)法安全避開(kāi)障礙物，給定值太大或是太小都會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。 為了能夠 有效 避開(kāi)障礙物，它形成了一個(gè)極坐標(biāo)圖，其中 x 軸代表行走的方向與障礙物所構(gòu)成的角度， y 軸是根據(jù)占有柵格的多少 來(lái)計(jì)算障礙物就在運(yùn)動(dòng)方向的概率，如圖 23 所示。 t: 激光脈沖往返的時(shí)間 獲得從物體表面反射回來(lái)的激光脈沖后，激光脈沖經(jīng)過(guò)一個(gè)旋轉(zhuǎn)的鏡子進(jìn)行反射，形成了一個(gè)100176。障礙物的尺寸、形狀能夠被迅速獲得 ， 這些對(duì)于生成環(huán)境地圖和機(jī)器人定位都是非常有利的 。它的最小測(cè)量距離是 0m， 最大 測(cè)量距離是 80 m ， 有 100176。因此 怎樣才能夠使得機(jī)器人 安全的避過(guò)障礙物而到達(dá)指定目的地越來(lái)越引起人們的關(guān)注。在人們的日常生活中，機(jī)器人也開(kāi)始得到使用并引起人們的高度關(guān)注。 通過(guò)在地面的控制 ， 利用 美國(guó) “探測(cè)者 ”3 號(hào) 成功實(shí)施了 在月球上挖溝 的 計(jì)劃 并完成了其它的任務(wù) 。并在 Robotic Studio 仿真系統(tǒng)中建立場(chǎng)景和編程 來(lái)實(shí)現(xiàn) 。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目：（中文） 基于向量場(chǎng)直方圖的移動(dòng)機(jī)器人避障方法研究 （英文） STUDY OF OBSTACLE AVOIDANCE FOR THE MOBILE ROBOT BASED ON VECTOR FIELD HISTOGRAM 誠(chéng) 信 承 諾 我謹(jǐn)在此承諾：本人所寫(xiě)的畢業(yè)論文《 基于向量場(chǎng)直方圖的移動(dòng)機(jī)器人避障方法研究 》均系本人獨(dú)立完成，沒(méi)有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點(diǎn)和材料，均作了注釋?zhuān)粲胁粚?shí)，后果由本人承擔(dān)。由于傳統(tǒng)的向量場(chǎng)直方圖法在 給定值 太 大或 太 小時(shí)都無(wú)法安全避障，本文在此基礎(chǔ)上，利用激光測(cè)距儀所或得的數(shù)據(jù)首先確定一個(gè)可以安全行駛的范圍，然后通過(guò)算法自動(dòng) 的改變給定值的大小，最終選擇最優(yōu)給定值，通過(guò)差分驅(qū)動(dòng)控制使機(jī)器人安全避障 。 obstacle avoidance 目 錄 摘 要 ............................................................................................................................................2 Abstract ...........................................................................................................................................2 1 概論 .............................................................................................................................................4 課題的目的和意義 ...............................................................................................................4 課題的主要研究?jī)?nèi)容 ...........................................................................................................4 2 移動(dòng)機(jī)器人避障的基本原理 ..........................................................................................................5 2． 1 激光測(cè)距儀 LMS 200 基本工作原理 ..................................................................................5 向量場(chǎng)直方圖法 ..................................................................................................................6 差分驅(qū)動(dòng)法 .........................................................................................................................9 Microsoft Robotics Developer Studio .........................................................................