【正文】 ))。本避障算法可以自動(dòng)改變給定值的大小，并且選擇最優(yōu)給定值來(lái)保障機(jī)器人以最快和最安全的避開(kāi)障礙物。 } 運(yùn)行仿真程序 在開(kāi)始菜單， Microsoft Robotics Developer Studio 組下找到 DSS Manifest Editor 并運(yùn)行，如圖411： 基于向量場(chǎng)直方圖的移動(dòng)機(jī)器人避障方法研究 圖 411 運(yùn)行 DSS Manifest Editor 在 File 菜單下打開(kāi)場(chǎng)景文件所對(duì)應(yīng)的 manifest 文件 即 ，其 中包含有simulationengine, simulateddifferentialdrive, simulatedlrf 這些我們?cè)趧?chuàng)建場(chǎng)景時(shí)所添加的仿真器件。 = P3DX。 同時(shí)必須修改 UpdateLaser 任務(wù)函數(shù)， 在 UpdateLaser 中 增加窗體的更新方法： (new FormInvoke(() = { ()。 將 場(chǎng)景命名為 Simrobtic2，保存在 D:\Microsoft Robotics Developer Studio 20xx R3 ， 最終的場(chǎng)景如圖 27 所示。 Gmax為最大給定值，取值為 4， Gb 為最優(yōu)給定值。 圖 331 給定值 G=3 圖 332 給定值 G=4 圖 333 給定值 G=1 圖 344 給定值 G=2 確定最優(yōu)給定值 Gb 基于向量場(chǎng)直方圖的移動(dòng)機(jī)器人避障方法研究 由上部分可知在保證移動(dòng)機(jī)器人可以安全避障的前提下，給定值 G 是越大越好。其中 m 為 1， 2,3， ....， 72 。 若已知 r， l， θ 且兩個(gè)輪子 的轉(zhuǎn)速分別是 ?1 和 ?2。 圖 21 LMS 200 實(shí)物 基于向量場(chǎng)直方圖的移動(dòng)機(jī)器人避障方法研究 LMS200 激光測(cè)距儀測(cè)距原理如圖 22 所示 ， 它 是基于飛時(shí)測(cè)量原理（激光雷達(dá)） 工作的。蘇聯(lián)的 “登月者 ”20 號(hào) 在 月球表面 成功著陸 ， 控制相關(guān)設(shè)備在 在月球表面鉆削巖石，并把 巖石 樣品 裝進(jìn)設(shè)備帶回實(shí)驗(yàn)室 。 differential drive。 兩種角度 范圍 模式可供選擇，長(zhǎng) 度誤差小于 10 mm ， 角度誤差小于 0. 5176。當(dāng)給定值太小時(shí)移動(dòng)機(jī)器人有時(shí)會(huì)丟棄可以安全通過(guò)的路徑而最終進(jìn)入死角，如圖 25 所示。 求機(jī)器人可以安全通過(guò)的所有范圍 步驟 1： 將 激光測(cè)距儀 LMS200 的 180176。和 110176。 線 速度表達(dá)式為： m a x= y +??? ? ? （ 311） 其中 ?? 為： m a x m in= ( ) /y m?? ? ? （ 312） 其中 max? 是機(jī)器人運(yùn)行過(guò)程中的最大線速度 ，取值為 ， min? 機(jī)器人運(yùn)行過(guò)程中的最小線速度。按照同樣的方法修飾右輪。 ()。 以下是 獲得機(jī)器人位置的函數(shù) GetEntityState()程序 。 if (()) return 0。 在此，我還要感謝 我的 同學(xué)和朋友 們 ，感謝你們?cè)谖矣龅嚼щy的時(shí)候幫助我 ，給我支持和鼓勵(lì)，感謝你們。 q1 = new ()。 } catch (Exception g) { (Exception: + )。 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。再 設(shè)定機(jī)器人初始位置 為 0,0,0 。 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)。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 。 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 為編程用戶提供 程序和塊。 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。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。 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)。 由于傳感器所獲得的數(shù)據(jù)的安全性、連續(xù)性、可靠性 等 不是太完美， 并且 移動(dòng)機(jī)器人對(duì)周?chē)沫h(huán)境感知能力 不理想 。任意時(shí)刻創(chuàng)建的 圖形 都是一個(gè)劃分的柵格，只有在傳感器掃描范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)才會(huì)在柵格內(nèi) 從 而 取代已有的舊數(shù)據(jù)?；谙蛄繄?chǎng)直方圖的移動(dòng)機(jī)器人避障方法研究 仿真環(huán)境是可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)新算法的全物理的三維仿真器， 可視化編程語(yǔ)言（ VPL ）是一個(gè)可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人服務(wù) 的 圖形化編程環(huán)境。 ②長(zhǎng)方形約束條件：激光測(cè)距儀 LMS200 掃描所獲得的數(shù)據(jù)點(diǎn)都不在長(zhǎng)方形內(nèi)。 ③ ： 假定總共有 H 個(gè)給定值是有效的，則移動(dòng)機(jī)器人共有 H 個(gè)可以通過(guò)的路徑方向。 圖 41 添加場(chǎng)景和機(jī)器人 在 圖 41 中 ， 選擇 LRF。 } 基于向量場(chǎng)直方圖的移動(dòng)機(jī)器人避障方法研究 在 最后一步中的啟動(dòng)計(jì)時(shí)器 是為了能夠不斷更新激光傳感器的數(shù)據(jù)，編程語(yǔ)句為： Activate((false, _dateTimePort, UpdateLaser))。 ()。 由于仿真環(huán)境中方向表示方法與現(xiàn)實(shí)生活中人們的習(xí)慣不一樣 ， 為了把表示方向的四元組轉(zhuǎn)換成在平面中更加熟悉的角度，特定義了 ConvertQuaternion 函數(shù) 來(lái)實(shí)現(xiàn)該功能 private double ConvertQuaternion( q) { a = new ()。 參考文獻(xiàn) [1].Borenstein J， Koren Y． The Vector Field HistogramFast Obstacle Avoidance for Mobile Robots． IEEE Jou!Tlal ofRobotics and Automation， 1991(7)： 278— 288． [2].孫樹(shù)棟，林茂．基于遺傳算法的多移動(dòng)機(jī)器人協(xié)調(diào)路徑規(guī)劃 [J]．自動(dòng)化學(xué)報(bào)， 20xx ,26(5)：672676 [3]. 徐玉華 , 張崇巍 , 徐海琴 . 基于激光測(cè)距儀的移動(dòng)機(jī)器人避障新方法 [J]. 機(jī)器人 , 20xx,32(02):179183. [4]. Roland Siegwart, Lllah R. Nourbakhsh 著 , 李人厚 譯 . 自主移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)論 . 西安交通大學(xué)出版社 . 20xx. [5]. 楊明 , 王宏 , 何克忠 , 張鈸 . 基于激光雷達(dá)的移動(dòng)機(jī)器人環(huán)境建模與避障 [J] .清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版 ) , 20xx , 40 (7) :112116. [6]. Kyle Johns , Trevor Taylor. Professional Microsoft Robotics Developer Studio. Wrox. 20xx. [7]. 席志紅 ,原新 ,許輝 . 基于視覺(jué)的移動(dòng)機(jī)器人實(shí)時(shí)避障和導(dǎo)航 [J]哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào)20xx,23(05):106109. [8].曾增烽，張秀雷，楊偉文 . 基于模糊控制的移動(dòng)機(jī)器人超聲波避障算法 [J]中國(guó)科技論文在線 [9].王東 , 郭兆正 . 機(jī)器人避障功能的設(shè)計(jì) [J] 長(zhǎng)春師范學(xué)院學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版 )20xx,24(06):8791. [10]. 謝 黎明 , 查富生 , 楊建軍 , 李國(guó)慧 . 多感知器蛇形機(jī)器人避障的智能控制 [J] 甘肅科學(xué)學(xué)報(bào) 20xx,17(03). [11]. Brock O, Khatib O. Highspeed navigation using the global dynamicwindow approach[C]//IEEE International Conference on Robotics and Automation. Piscataway, NJ, USA: IEEE, 1999:341346. [12]. Boren