小車自動避障及路徑規(guī)劃-資料下載頁
2025-07-22 22:12本頁面
【正文】 分米每秒。 單障礙物環(huán)境下，機(jī)器人的左偏運(yùn)動，不同顏色的圓的相對位置分析可知，機(jī)器人可以成功的以左偏方式避開正前方的障礙物，但卻穿越了目的地限定的紅色區(qū)域，這可視為沒有成功到達(dá)目的地?？梢姡苷铣绦虻难h(huán)周期過大了，因此，可將程序的循環(huán)周期改為2秒，從而可以得到較完美的圖形。，機(jī)器人的左偏運(yùn)動的改進(jìn)圖(2) 機(jī)器人右偏避障以修改后的上述仿真為基礎(chǔ)，保持起點(diǎn)圓和目的地圓的圓心坐標(biāo)及半徑不變，以函數(shù)輸入的形式，重新調(diào)整障礙物的圓心坐標(biāo)及半徑大小。改動后的障礙物圓心坐標(biāo)為（150，140），半徑為50分米。，機(jī)器人的右偏運(yùn)動，并選擇了短距離避障的運(yùn)行方式。而且，機(jī)器人可以順利到達(dá)目的地。但圖中，機(jī)器人運(yùn)行軌跡仍有與障礙物接觸的點(diǎn)，表明程序循環(huán)周期依然過大，繼續(xù)進(jìn)行改進(jìn)，其改進(jìn)效果在“機(jī)器人對雙障礙物的同側(cè)避障”。2. 對多障礙物阻擋情況的仿真(1) 機(jī)器人對雙障礙物的同側(cè)避障在保證起點(diǎn)和目的地圓心坐標(biāo)及半徑不變的條件下，可繼續(xù)添加障礙物來檢測機(jī)器人是否有避開多個障礙的能力。輸入一號障礙物圓心坐標(biāo)（150，150），半徑50分米；二號障礙物圓心坐標(biāo)（300，300），半徑50分米。考慮到新加障礙物可能影響機(jī)器人行走的精確度，可將程序循環(huán)周期改為1秒。根據(jù)上圖中機(jī)器人的軌跡分析可知機(jī)器人擁有對多重障礙物的避障功能，并可以按指令到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。當(dāng)然，這里的多重障礙物是非連續(xù)分布。(2) 機(jī)器人對雙障礙物的異側(cè)避障為了檢測機(jī)器人在進(jìn)行多重障礙物避障的行為過程中是否依然具有近距離選擇，這一智能行為，可繼續(xù)改變障礙物的位置分布狀況。入一號障礙物圓心坐標(biāo)（150，150），半徑50分米；二號障礙物圓心坐標(biāo)（250，150），半徑50分米。仿真后。 ，可發(fā)現(xiàn)機(jī)器人并不是從兩個障礙物的同側(cè)饒過，而是選擇了相對較短的路程，從障礙物中間穿過，并成功避開了障礙物，到達(dá)目的地，這說明，在該程序的支持下，機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)智能化較高的避障處理方式了。 (3) 機(jī)器人對壁形障礙物的避障在機(jī)器人運(yùn)行起點(diǎn)和目的地之間，放置一串圓心在同一直線上，半徑相同的圓形障礙物，組成壁形進(jìn)行仿真，這樣可測試機(jī)器人對連續(xù)障礙物的避障行為。根據(jù)壁形障礙物與機(jī)器人相對位置的多樣性，可做出如下兩種不同的仿真。當(dāng)壁形障礙物與起點(diǎn)到目的地的連線成任意不垂直的角度時，這時，由于機(jī)器人左右迫近程度的不同，機(jī)器人將按照最短路徑行走，；當(dāng)壁形障礙物與起點(diǎn)到目的地的連線垂直，且左右迫近程度相同時，根據(jù)人工勢場法，機(jī)器人只能根據(jù)在該情況下設(shè)定的程序，選擇固定角度運(yùn)行。 從上圖可直觀地看出，機(jī)器人再次以最短路徑繞過壁形障礙物，到達(dá)目的地，這再一次證明了程序的智能化。 機(jī)器人對壁形障礙物的避障2 ，機(jī)器人在避障程序的指導(dǎo)下，繞過障礙物，在每個程序循環(huán)周期中，其運(yùn)行方向都是與從第0號傳感器算起，第一個檢測到障礙物的傳感器的前一號傳感器朝向是一致的。之所以，不使用每個程序循環(huán)周期轉(zhuǎn)動相同角度的老方法，是因?yàn)?，這種老方法在連續(xù)避障行為中，可能出現(xiàn)死循環(huán)。若這還不夠證明該程序避障的智能性，可繼續(xù)進(jìn)行更復(fù)雜的仿真。(4) 機(jī)器人在半包圍式障礙物內(nèi)的避障基于以上仿真原理排列出的半包圍結(jié)構(gòu)障礙物更具測試意義。對如果說，機(jī)器人對壁形障礙物避障仿真的成功證明了機(jī)器人具有躲避平面墻的功能，那么，在半包圍障礙物環(huán)境下的避障仿真則證明了機(jī)器人具有躲避垂直形墻角的功能，是在前一種仿真基礎(chǔ)上的進(jìn)步，也表明，該程序支持的機(jī)器人初步具有從房形障礙物中繞轉(zhuǎn)出來能力。仿真圖如下： 上圖顯示的機(jī)器人成功躲避開障礙物，并順利到達(dá)目的地。(5) 機(jī)器人關(guān)于前方兩邊障礙物之間距離小于機(jī)器人直徑的多障礙物避障為了測試機(jī)器人是否會穿過小于自身直徑的間隙，可做如下仿真，模擬小間隙情況。
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