【正文】 圖 4— 12 選擇 Partner 到現(xiàn)在為止場景環(huán)境與編寫的程序已建立起關(guān)系，接下來運行即可， 在菜單項中選擇 Run Run Manifest 或者按 F5 開始運行仿真程序。 基于向量場直方圖的移動機器人避障方法研究 yield return ()。 這樣，當(dāng)每次獲得激光傳感器數(shù)據(jù)后，就會更新窗體中的 pictureBoxLaser 控件了。 獲取 LRF 數(shù)據(jù) 獲取激光數(shù)據(jù)的思路為圖 410 所示： 圖 410 LRF 獲取數(shù)據(jù) 首先使用 get 函數(shù)給機器人人發(fā)送消息，然后接下來判斷數(shù)據(jù)是否錯誤，如果數(shù)據(jù)正確的話則將數(shù)據(jù)保存在 sensorState 的 DistanceMeasurements 屬性中，程序為 sensorState = ()sensorOrFault 判斷數(shù)據(jù)的程序為： bool HasErrorT(PortSetT, Fault sensorOrFault) { Fault fault = (Fault)sensorOrFault。 差分驅(qū)動控制 根據(jù)差分驅(qū)動控制原理我們可以得到機器人的角速度、線速度與左右輪的關(guān)系如式 314： 基于向量場直方圖的移動機器人避障方法研究 2lrrll???????? ???? ?? ??? （ 314） 其中 l? 和 r? 分別是左輪和右輪的速度， l 表示輪子間的 距離， ? 表示機器人的線速度， ? 表示機器人的角速度。 ①：假定給定值值 G 的最大值 Gmax： m ax = GGG??（ U 1 ） （ 35） 所有可能的給定值為 Gj： ? ?j0= { j |j = 0 , 1 . . . U 1 1 }GG G G? ? ? ， ， （ 36） 其中 G0 為最小的給定值 ： 0 0 0G K S?? （ 37） K0 是一比例系數(shù)， S0 表示移動機器人從最大的速度開始到停止是所運行的距離 : 2max0 2VS a?? （ 38） 本課題中 移動機器人的最大速度 Vmax為 ，減速的加速度 a 為 1， G0 確定為 1， G? 是固定變化量 且 取值為 ， UG 的值選為 41，則容易得到 Gmax為 4。 圖 32 確定機器人可以安全通過的路徑方向 步驟 3：在步驟 2 中得到的所有預(yù)備扇形區(qū)域中，將所有連接在一起的并接成一個 待判斷的大扇形區(qū)域，該待判斷的大扇形區(qū)域表示為 Qd， d 為 1， 2， … ， Td（其中 Td 表示待判斷大扇形區(qū)域基于向量場直方圖的移動機器人避障方法研究 的個數(shù)且 Td? 72） 。 它的最大好處 就是對個人、學(xué)校或者開發(fā)商都是免費的。 = /2Lct （ 21） L:物體與傳感器間的距離； c：光速 。 隨著 原子能利用和海洋開發(fā)的 發(fā)展 ， 極限作業(yè)機器人 和 水下 機器 人 也 得到了迅速發(fā)展。并在 Robotic Studio 仿真系統(tǒng)中建立場景和編程 來實現(xiàn) 。它的最小測量距離是 0m， 最大 測量距離是 80 m ， 有 100176。 其中向量場直方圖法存在某些缺陷，在不同的環(huán)境下，對于同一個給定值可能 使得機器人無法安全避開障礙物，給定值太大或是太小都會出現(xiàn)錯誤。通過 激光測距儀所 獲得的數(shù)據(jù)，來求可以安全通過的所有范圍，即同時滿足邊長條件和長方形條件的范圍都是可 以安全通過的范圍，若不滿足則激光傳感器需重新采集下一組數(shù)據(jù)。但此時所獲得的范圍無法滿足步驟 4 中②的長方形約束條件，所以這兩個給定值都是不合理的，移動機器人無法成功避開障礙物?？刂平撬俣鹊谋磉_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 可能對應(yīng)多個安全路徑方向，其中選取中心角對應(yīng)邊長最大的那個方向為移動機器人的最終行走方向。在 Mesh 這一項里，選擇安裝目錄下 store/media/作為渲染文件，然后點擊確定。首先在 Example3Service 中定義窗體變量： LaserData _laserDataForm。 控制算法 （ 1） 獲得 機器人位置 信息 在 3中基于 VFH的移動機器人避障算法中需得到移動機器人的 X軸與目標(biāo)之間的夾角 tar? ，而目標(biāo)信息是給定的，此 時 需要 獲得機器人 的 位置 信息 。 = 。 。 = 。 } 使用該段程序之前需添加引用 using 。 該句啟動一個延時計數(shù)，當(dāng)經(jīng)過 600 毫秒后，就往 _dateTimePort 發(fā)送一個消息。 成功 添加機器人后為圖 42 圖 42 成功添加機器人 步驟 修飾機器人 在圖 42 的 左側(cè)編輯欄中，選擇 Motor Base with Drive 點擊“ Edit Entity”出現(xiàn)編輯窗口 如圖 43所示，在圖 43 中找 到 EntityState，點擊右端的選擇按鈕會出現(xiàn)圖 44 然后修改本體的名稱和式樣。 j tar| |? ? ?? （ 39） 其中 ? 是先前確定的固定值，本課題中是 4? ， tar? 是移動機器人與目標(biāo)之間的角度。 13d +d =B （ 33） 24d +d =A （ 34） 圖 32 確定是否滿足長方形約束條件 其中 A、 B 分別是長方形的寬和長，只有同時滿足了式 33 和式 34 才滿足長方形的約束條件 如果同時符合步驟 4 中①、②的待判斷區(qū)域是安 全區(qū)域，機器人可以避開障礙物而安全通過， 此待判斷扇形區(qū)的角平分線 叫做 可安全行駛的路徑方向。 首先通過 激光測距儀所獲得的數(shù)據(jù)計算 確定 機器人可以安全通過的 一些 范圍，然后通過算法在這些可以通過的給定值中選擇最優(yōu)給定值， 使得機器人可以快速安全通過障礙物。首先確定出移動機器人可以安全避開障礙物所有路徑范圍，再在這些范圍內(nèi)選擇損耗最低的路徑，即最優(yōu)路徑。 課題的主要研究內(nèi)容 本課題的主要任務(wù)與目標(biāo)是在 Robotic Studio 仿真系統(tǒng)中建立差分驅(qū)動輪式移動機器人的仿真環(huán)境，根據(jù)激光測距儀的障礙物距離信息，使用向量場直方圖法（ VFH）設(shè)計合適的機器人避障方法，使移動機器人能夠無碰撞地通過障礙區(qū)。 避障 技術(shù)在移動機器人的發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用，避障方法有很多種，本文是基于向量場直方圖的移動機器人避障方法。尤其在危險、惡劣的環(huán)境中可以用機器人代替人工操作而減少人力和物力資源損失。或是 180176。 微軟的 MRDS 的 SDK 包含許多組件 ，并發(fā)同時運行（ CCR）和分散軟件服務(wù)（ DSS）構(gòu)成了實時運行環(huán)境 。 ① 邊長 約束條件： 待判斷的大扇形區(qū)域的中心角 所對的邊長為 Ed，當(dāng) Eg 小于 Ed 時稱為滿足邊長約束條件 ，其中 ggE K Z??， Kg 是一個比例系數(shù)，在此算法中將其設(shè)置為 ， Z 是移動機器人的直徑， 在 仿真環(huán)境中選用的先鋒三號直徑設(shè)置為 米。 即某個確定的給定值，判斷是否滿足邊長約束條件和長方形約束條件。 打開，如圖 41 所示。 return true。 通過以下 程序可實現(xiàn)其功能： try { StreamWriter sw = new StreamWriter(d:\\,true)。 //顯示在 _laserDataForm中 ((Position: \r\nX={0}, Y={1}, Z={2}\r\nOrientation: \r\nX={3}, Y={4}, Z={5}\r\n W={6},Angle={7}\r\nVelocity={8},{9},{10}\r\nA Velocity={11},{12},{13}, , , , , , , , ConvertQuaternion() * 180 / , , , , , ,