基于向量場(chǎng)直方圖的移動(dòng)機(jī)器人避_障方法研究畢業(yè)論文-資料下載頁(yè)
2025-06-30 15:25本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】觀點(diǎn)和材料，均作了注釋，若有不實(shí)，后果由本人承擔(dān)。避障技術(shù)在移動(dòng)機(jī)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(chǎng)直方圖的。移動(dòng)機(jī)器人避障方法。由于傳統(tǒng)的向量場(chǎng)直方圖法在給定值太大或太小時(shí)都無(wú)法安全避障，本文在此基礎(chǔ)上，利用。激光測(cè)距儀所或得的數(shù)據(jù)首先確定一個(gè)可以安全行駛的范圍，然后通過算法自動(dòng)的改變給定值的大小，最終選擇最。優(yōu)給定值，通過差分驅(qū)動(dòng)控制使機(jī)器人安全避障。并在RoboticStudio仿真系統(tǒng)中建立場(chǎng)景和編程來實(shí)現(xiàn)。
【正文】 tmp = new ()。 = new ()。 = P3DX。 var stateOrFault = (tmp)。 基于向量場(chǎng)直方圖的移動(dòng)機(jī)器人避障方法研究 yield return ()。 if (!HasError(stateOrFault)) { response = ()stateOrFault。 //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 / , , , , , , ))。 } } 上面一段程序同時(shí)可以更新 中定義的窗口 ，將所獲的當(dāng)前數(shù)據(jù)顯示在 _laserDataForm 中。 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) 來實(shí)現(xiàn)該功能 private double ConvertQuaternion( q) { a = new ()。 q1 = new ()。 = 。 = 。 = 。 = 。 a = (q1)。 if (()) return 0。 else if (() 0) return * 。 return 。 } 運(yùn)行仿真程序 在開始菜單， 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。然后在左邊現(xiàn)有的服務(wù)欄中，我們可以找到控制程序編譯成功后的服務(wù) Example3，把它拖到 Maifest欄中，選中 Example3，為每個(gè)消息端口選擇對(duì)應(yīng)的 Partner： 選擇 Partner 如圖 4— 12 所示。 圖 4— 12 選擇 Partner 到現(xiàn)在為止場(chǎng)景環(huán)境與編寫的程序已建立起關(guān)系，接下來運(yùn)行即可， 在菜單項(xiàng)中選擇 Run Run Manifest 或者按 F5 開始運(yùn)行仿真程序。 機(jī)器人在場(chǎng)景中的運(yùn)行結(jié)果如圖 413 所示 圖 413 機(jī)器人在場(chǎng)景中運(yùn)動(dòng) 其中激光數(shù)據(jù)在窗口中的顯示為圖 414： 圖 414 窗口顯示 基于向量場(chǎng)直方圖的移動(dòng)機(jī)器人避障方法研究 5 結(jié)論 本課題是在向量場(chǎng)直方圖法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了算法的修改，客服了 VFH 方法的的缺點(diǎn)，即當(dāng)給定值太大或是太小時(shí)機(jī)器人都可能無(wú)法成功避開障礙物的缺陷。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)給定值來保障機(jī)器人以最快和最安全的避開障礙物。最終在 Robotic Studio仿真系統(tǒng)中建立差分驅(qū)動(dòng)輪式移動(dòng)機(jī)器人的仿真環(huán)境，根據(jù)激光測(cè)距儀的障礙物距離信息，使移動(dòng)機(jī)器人能夠無(wú)碰撞地通過障礙區(qū)。 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]. Borenstein, J. and Koren, Y., Motion Control Analysis of a Mobile Robot. Transactions of ASME, Journal of Dynamics, Measurement and Contro, lVol. 109, No. 2, 1987,pp. 7379. [13]. J. Borenstein and Y. Koren. Realtime Obstacle Avoidance for Fast Mobile Robots in Cluttered Environments1[C]//IEEE International Conference on Robotics and Automation. Cincinnati, Ohio, May 1318, 1990, pp. 572577. [14] Mingcong Deng, Akira Inoue, Yoshiteru Shibata. An obstacle avoidance method for two wheeled mobile robot[c]// IEEE International Conference on Networking, Sensing and Control. London, UK, April 20xx,1517 基于向量場(chǎng)直方圖的移動(dòng)機(jī)器人避障方法研究 致謝 大學(xué)時(shí)光即將結(jié)束，此時(shí)此刻我想對(duì)我的母校、父母、親人們，我的老師和同學(xué)們表示誠(chéng)摯的謝意， 感謝學(xué)院 兩 年來對(duì)我的辛苦培育，讓我在大學(xué)這 兩 年來學(xué)到 很多 東西， 感謝 家人對(duì)我的默默支持和鼓勵(lì)， 感謝領(lǐng)導(dǎo)、 授課 老師們 兩 年來 對(duì)我無(wú)微不至的關(guān)懷和指導(dǎo) 。 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。 特別感謝我的指導(dǎo)老師 藍(lán)艇老師 ，在 我 畢業(yè)設(shè)計(jì) 的每個(gè)階段，選擇課題、查閱資料、編程仿真、論文修改等都 給予我悉心指導(dǎo)，使我能夠克服重重困難， 將畢業(yè)設(shè)計(jì)順利完成。
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