【正文】 ,韓國現(xiàn)代科學技術學院、大田、韓國(電話:+ 82 42 869 3252。電子郵件:kyungwoon@)?！　? 機械工程、機械、航空、航天、系統(tǒng)工程,韓國現(xiàn)代科學技術學院、大田、韓國　　 (電話:+ 82 42 869 3252。電子郵件:hothip29@)?！　? 部機械工程、機械、航空、航天、系統(tǒng)工程,韓國現(xiàn)代科學技術學院、大田、韓國　　 (電話:+ 82 42 869 3228。電子郵件:soohyun@)?！　? 部機械工程、機械、航空、航天、系統(tǒng)工程,韓國現(xiàn)代科學技術學院、大田、韓國　　 (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),為實時移動機器人障礙為避免局部路徑規(guī)劃中存在的問題,提出了室內(nèi)環(huán)境。這是一個二維空間利用二維激光測量系統(tǒng)(LMS)檢測的障礙。VTV由兩個過程。第一個定義從三分虛擬環(huán)繞障礙得到了應用。第二個決定運動方向的結合重力向量的目標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生成一個短包圍的路徑。這個VTV用幾個案例驗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(VFF)算法。關鍵詞:移動機器人避障算法,虛擬切向量,吸引力向量,障礙軍人和擴展。 由三大類(本地化、測繪、和路徑計劃)。本地化和映射的治療同時,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?shù)氐穆窂揭?guī)劃。這個論文對避障為當?shù)氐穆窂揭?guī)劃。一名球探移動機器人的應用領域中收集和戰(zhàn)爭敵人對我們提供信息的力量。一名球探機器人將向敵人的基地,采用全局地圖。然而,可能會有意外的困難并不表示在地圖上。在這種情況下,機器人而產(chǎn)生一個本地地圖必須避開障礙物通過傳感器。實時避障技術必要產(chǎn)生局部路徑規(guī)劃。它是這樣成功的關鍵問題的應用移動機器人系統(tǒng)。幾種算法的障礙回避了[1 5 6]。虛擬力場(VFF)算法[3]用融合的潛力現(xiàn)場方法和直方圖網(wǎng)格?；靖拍钤撍惴ㄟ\用虛擬的吸引力,那么反感對一個目標、障礙的力量。該方法簡單易行,且容易實現(xiàn),但不穩(wěn)定在窄頸和地方最小的情況,例如在一個u形障礙例子。這個向量場直方圖(VFH)[4]具有局部最小為同樣的情況也各不相同VFF方法[3 4]。另一種方法來避免一個障礙是動態(tài)的窗口法(DWA型)[7],是哪一種認為機器人的動力學、DWA型的用途只有速度和轉速去了目標的位置。這些算法有缺點,尤其是在逃離當?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)來減輕一些問題本文提出的方法。這個基本的概念VTV圍堵和擴大合作的障礙通過應用激光測量系統(tǒng)()。一個運動,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VTV用Matlab仿真算法該算法性能及可行性應用程序。　　 　 整個算法是基于實時測量一個障礙,因此只使用部分信息。一個應用作為工具的障礙檢測。這是基于激光近程傳感器測量距離從機器人障礙使用時間的飛行(TOF)。傳感器有力量5VDC源、測量范圍的60至4095毫米以掃的角度和掃描時間240控寄存器/掃描。實際運行情況的依賴色澤。(虛擬切) 有三個步驟用于算法這有助于緩解這一問題發(fā)生的陷阱例為u障礙。第一個是模型作為一個圓圈的障礙三個方面的信息。這個第二,作為一個大規(guī)模的機器人模型。這個環(huán)繞的障礙是擴大補償這一點減少。三是定義一個方向,沿著它機器人必須搬到離了陷阱。當一個移動機器人移動到一個不知名的嗎應用環(huán)境中,獲取信息關于障礙:兩個終點以及最近的目的是通過傳感器檢測到。三一點信息,獨特的圈子構建(圖1)。移動機器人被視為大眾觀點和環(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大過程是指一個虛擬的障礙。利用在圖符號的幾何數(shù)量和細節(jié)移動方向進行了綜述公式在Eq?！　? 圖1 包圍 圖2 擴大過程中獲得一個虛擬的障礙確保任何部分的一個障礙不能錯過的按測量、適當?shù)牟蓸勇适潜匾?但這些和其他的細節(jié)可以治愈的形狀不包含在這紙。 VTV避障算法關鍵的理念相結合VTV算法結的切向矢量的包圍障礙和重力向量的目標,來定義機器人運動的方向。圓切線向量是在中間點或最近點嗎在三分得到應用。這個重力向量計算在機器人的位置由于集中的一點引力場的目標。這個機器人的運動方向可以表示為　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導致了機器人我們分開,兩種運動,每個模式2例。“模式1時,至少有一個點得到了應用不是位于(圖3)。案例1例2是定義在這樣一種方式來選擇通往目標的短一點。如果內(nèi)積前(n1)st運動方向和禮物可切向矢量是正面的,用合成向量作為未來運動方向,如果是負面的,使用結向量作為下一個消極的運動方向?！　∧鞘?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)是無限的,制作的規(guī)模切。重力向量的矢量無限即可被忽略了。這個障礙都被看作是一個長壁和移動機器人動作沿墻。在這種模式下, 例2中的應用的模式一樣1?？傮w流程的發(fā)展VTV表現(xiàn)為流程圖,如圖5 圖3個符號和應用向量(模式一) 圖4運用向量(2)的模式 仿真結果的一個典型例子,通過VFFVTV看見一些比較的特點。圖6顯示那些從VFF算法[3],圖7從該算法VTV。一種視覺檢測的路線算法和更少的曲線表明光滑的另一件事。完畢時的運動目標是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)用了幾個事例,VTV表現(xiàn)來驗證表演:多障礙,一個長壁的類型障礙、u型障礙。在這張圖,矩形是原始障礙和黃圓圈是實時虛擬的障礙。他們可能不被看見在打印。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VTV克服局部極小的問題當?shù)氐穆窂揭?guī)劃算法,許多其他有著千絲萬縷的聯(lián)系。圖8多重的障礙 圖9長的墻型障礙圖10 u型障礙 提出了一種實時避障算法(VTV)提出一種局部路徑規(guī)劃。首先,一個虛擬的被定義為一個循環(huán)障礙和隨后的擴大補償?shù)囊苿訖C器人的大規(guī)模點。然后一個切線向量結合重力矢量被使用機器人的運動方向。所產(chǎn)生的障礙避免VTV方法大大降了時間去目標位置產(chǎn)生一個光滑的、更少彎曲的路徑和減輕局部極小的問題 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候機器人的動力學和光滑的控制,這是部分未來的研究課題。雖然VTV方法通過Matlab仿真,證明了LMS自適應嗎檢測過程模型,從真正的實驗室測試。因此VTV算法考慮有優(yōu)秀的可行性,真實的情況應用程序。