【正文】 ,韓國(guó)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)學(xué)院、大田、韓國(guó)(電話:+ 82 42 869 3252。電子郵件:kyungwoon@)?！　? 機(jī)械工程、機(jī)械、航空、航天、系統(tǒng)工程,韓國(guó)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)學(xué)院、大田、韓國(guó)　　 (電話:+ 82 42 869 3252。電子郵件:hothip29@)?！　? 部機(jī)械工程、機(jī)械、航空、航天、系統(tǒng)工程,韓國(guó)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)學(xué)院、大田、韓國(guó)　　 (電話:+ 82 42 869 3228。電子郵件:soohyun@)?！　? 部機(jī)械工程、機(jī)械、航空、航天、系統(tǒng)工程,韓國(guó)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)學(xué)院、大田、韓國(guó)　　 (電話:+ 82 42 869 3212。電子郵件:ykkwak@)。摘要: 介紹了一種新的算法,叫做虛擬切線向量(VTV),為實(shí)時(shí)移動(dòng)機(jī)器人障礙為避免局部路徑規(guī)劃中存在的問(wèn)題,提出了室內(nèi)環(huán)境。這是一個(gè)二維空間利用二維激光測(cè)量系統(tǒng)(LMS)檢測(cè)的障礙。VTV由兩個(gè)過(guò)程。第一個(gè)定義從三分虛擬環(huán)繞障礙得到了應(yīng)用。第二個(gè)決定運(yùn)動(dòng)方向的結(jié)合重力向量的目標(biāo)的位置和切向向量得到環(huán)繞的障礙。大小。切取的向量的平方成正比的半徑的障礙來(lái)生成一個(gè)短包圍的路徑。這個(gè)VTV用幾個(gè)案例驗(yàn)證了算法的性能和表現(xiàn)得更好的相比與流行的算法,即所謂的虛擬力場(chǎng)(VFF)算法。關(guān)鍵詞:移動(dòng)機(jī)器人避障算法,虛擬切向量,吸引力向量,障礙軍人和擴(kuò)展。 由三大類(本地化、測(cè)繪、和路徑計(jì)劃)。本地化和映射的治療同時(shí),稱為大滿貫(同步本地化和映射)。為路徑規(guī)劃,那里是全球化的路徑規(guī)劃和當(dāng)?shù)氐穆窂揭?guī)劃。這個(gè)論文對(duì)避障為當(dāng)?shù)氐穆窂揭?guī)劃。一名球探移動(dòng)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域中收集和戰(zhàn)爭(zhēng)敵人對(duì)我們提供信息的力量。一名球探機(jī)器人將向敵人的基地,采用全局地圖。然而,可能會(huì)有意外的困難并不表示在地圖上。在這種情況下,機(jī)器人而產(chǎn)生一個(gè)本地地圖必須避開(kāi)障礙物通過(guò)傳感器。實(shí)時(shí)避障技術(shù)必要產(chǎn)生局部路徑規(guī)劃。它是這樣成功的關(guān)鍵問(wèn)題的應(yīng)用移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)。幾種算法的障礙回避了[1 5 6]。虛擬力場(chǎng)(VFF)算法[3]用融合的潛力現(xiàn)場(chǎng)方法和直方圖網(wǎng)格?；靖拍钤撍惴ㄟ\(yùn)用虛擬的吸引力,那么反感對(duì)一個(gè)目標(biāo)、障礙的力量。該方法簡(jiǎn)單易行,且容易實(shí)現(xiàn),但不穩(wěn)定在窄頸和地方最小的情況,例如在一個(gè)u形障礙例子。這個(gè)向量場(chǎng)直方圖(VFH)[4]具有局部最小為同樣的情況也各不相同VFF方法[3 4]。另一種方法來(lái)避免一個(gè)障礙是動(dòng)態(tài)的窗口法(DWA型)[7],是哪一種認(rèn)為機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)、DWA型的用途只有速度和轉(zhuǎn)速去了目標(biāo)的位置。這些算法有缺點(diǎn),尤其是在逃離當(dāng)?shù)叵葳迦缟纤?。在除了有余地的旅程。新算法VTV(虛擬的切線矢量)來(lái)減輕一些問(wèn)題本文提出的方法。這個(gè)基本的概念VTV圍堵和擴(kuò)大合作的障礙通過(guò)應(yīng)用激光測(cè)量系統(tǒng)()。一個(gè)運(yùn)動(dòng),然后確定方向合成的吸引力向量,被稱為引力向量,沿著向量的包圍的障礙。這個(gè)VTV用Matlab仿真算法該算法性能及可行性應(yīng)用程序。　　 　 整個(gè)算法是基于實(shí)時(shí)測(cè)量一個(gè)障礙,因此只使用部分信息。一個(gè)應(yīng)用作為工具的障礙檢測(cè)。這是基于激光近程傳感器測(cè)量距離從機(jī)器人障礙使用時(shí)間的飛行(TOF)。傳感器有力量5VDC源、測(cè)量范圍的60至4095毫米以掃的角度和掃描時(shí)間240控寄存器/掃描。實(shí)際運(yùn)行情況的依賴色澤。(虛擬切) 有三個(gè)步驟用于算法這有助于緩解這一問(wèn)題發(fā)生的陷阱例為u障礙。第一個(gè)是模型作為一個(gè)圓圈的障礙三個(gè)方面的信息。這個(gè)第二,作為一個(gè)大規(guī)模的機(jī)器人模型。這個(gè)環(huán)繞的障礙是擴(kuò)大補(bǔ)償這一點(diǎn)減少。三是定義一個(gè)方向,沿著它機(jī)器人必須搬到離了陷阱。當(dāng)一個(gè)移動(dòng)機(jī)器人移動(dòng)到一個(gè)不知名的嗎應(yīng)用環(huán)境中,獲取信息關(guān)于障礙:兩個(gè)終點(diǎn)以及最近的目的是通過(guò)傳感器檢測(cè)到。三一點(diǎn)信息,獨(dú)特的圈子構(gòu)建(圖1)。移動(dòng)機(jī)器人被視為大眾觀點(diǎn)和環(huán)繞的障礙是那么加大賠償這減少(圖2)。所產(chǎn)生的障礙更換的包圍和擴(kuò)大過(guò)程是指一個(gè)虛擬的障礙。利用在圖符號(hào)的幾何數(shù)量和細(xì)節(jié)移動(dòng)方向進(jìn)行了綜述公式在Eq。　　 圖1 包圍 圖2 擴(kuò)大過(guò)程中獲得一個(gè)虛擬的障礙確保任何部分的一個(gè)障礙不能錯(cuò)過(guò)的按測(cè)量、適當(dāng)?shù)牟蓸勇适潜匾?但這些和其他的細(xì)節(jié)可以治愈的形狀不包含在這紙。 VTV避障算法關(guān)鍵的理念相結(jié)合VTV算法結(jié)的切向矢量的包圍障礙和重力向量的目標(biāo),來(lái)定義機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的方向。圓切線向量是在中間點(diǎn)或最近點(diǎn)嗎在三分得到應(yīng)用。這個(gè)重力向量計(jì)算在機(jī)器人的位置由于集中的一點(diǎn)引力場(chǎng)的目標(biāo)。這個(gè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)方向可以表示為　如下: 切向量的大小的平方成正比半徑的虛擬世界障礙。 防止zigzagging導(dǎo)致了機(jī)器人我們分開(kāi),兩種運(yùn)動(dòng),每個(gè)模式2例?！澳Ｊ?時(shí),至少有一個(gè)點(diǎn)得到了應(yīng)用不是位于(圖3)。案例1例2是定義在這樣一種方式來(lái)選擇通往目標(biāo)的短一點(diǎn)。如果內(nèi)積前(n1)st運(yùn)動(dòng)方向和禮物可切向矢量是正面的,用合成向量作為未來(lái)運(yùn)動(dòng)方向,如果是負(fù)面的,使用結(jié)向量作為下一個(gè)消極的運(yùn)動(dòng)方向。　　那是,如果所有的三分之一都位于成一行,然后模式2(圖4)。在這種情況下,半徑的圓(障礙)是無(wú)限的,制作的規(guī)模切。重力向量的矢量無(wú)限即可被忽略了。這個(gè)障礙都被看作是一個(gè)長(zhǎng)壁和移動(dòng)機(jī)器人動(dòng)作沿墻。在這種模式下, 例2中的應(yīng)用的模式一樣1?？傮w流程的發(fā)展VTV表現(xiàn)為流程圖,如圖5 圖3個(gè)符號(hào)和應(yīng)用向量(模式一) 圖4運(yùn)用向量(2)的模式 仿真結(jié)果的一個(gè)典型例子,通過(guò)VFFVTV看見(jiàn)一些比較的特點(diǎn)。圖6顯示那些從VFF算法[3],圖7從該算法VTV。一種視覺(jué)檢測(cè)的路線算法和更少的曲線表明光滑的另一件事。完畢時(shí)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)是5秒,3秒的VFF和我們的嗎VTV算法,。 圖5 VTV流程圖 圖6 先前的算法(VFF)圖7 算法(VTV)用了幾個(gè)事例,VTV表現(xiàn)來(lái)驗(yàn)證表演:多障礙,一個(gè)長(zhǎng)壁的類型障礙、u型障礙。在這張圖,矩形是原始障礙和黃圓圈是實(shí)時(shí)虛擬的障礙。他們可能不被看見(jiàn)在打印。圖8展示了良好的表現(xiàn)為典型的一些障礙。圖9和圖10證明這一點(diǎn)VTV克服局部極小的問(wèn)題當(dāng)?shù)氐穆窂揭?guī)劃算法,許多其他有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。圖8多重的障礙 圖9長(zhǎng)的墻型障礙圖10 u型障礙 提出了一種實(shí)時(shí)避障算法(VTV)提出一種局部路徑規(guī)劃。首先,一個(gè)虛擬的被定義為一個(gè)循環(huán)障礙和隨后的擴(kuò)大補(bǔ)償?shù)囊苿?dòng)機(jī)器人的大規(guī)模點(diǎn)。然后一個(gè)切線向量結(jié)合重力矢量被使用機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)方向。所產(chǎn)生的障礙避免VTV方法大大降了時(shí)間去目標(biāo)位置產(chǎn)生一個(gè)光滑的、更少?gòu)澢穆窂胶蜏p輕局部極小的問(wèn)題 經(jīng)常出現(xiàn)在先前的算法。但是注意許多需要提高交互的時(shí)候機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)和光滑的控制,這是部分未來(lái)的研究課題。雖然VTV方法通過(guò)Matlab仿真,證明了LMS自適應(yīng)嗎檢測(cè)過(guò)程模型,從真正的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試。因此VTV算法考慮有優(yōu)秀的可行性,真實(shí)的情況應(yīng)用程序。