未知环境移动机器人实时避障与定位策略研究

"未知环境下移动机器人实时避障定位研究" 本文主要关注的是未知环境中移动机器人的实时避障和定位技术，这是自主移动机器人技术的核心部分。移动机器人导航涉及到机器人通过传感器感知环境和自身状态，以便在复杂的动态环境中自主移动。避障和定位是实现这一目标的关键挑战。 在已知环境中，导航控制技术已经取得了显著的进步。然而，当机器人处于完全未知且存在动态障碍物的环境中时，情况变得更加复杂。在这种情况下，机器人需要在线探测障碍物并实时制定控制策略。本文针对这个问题，提出了一种避障定位的策略，考虑到里程计定位的累积误差以及动态障碍物环境的实时避障需求。 首先，文章详细介绍了移动机器人避障的环境信息采集系统，讨论了移动机器人的运动控制和主要传感器模型，特别是激光测距仪和里程计的误差模型，分析了这些误差的来源和影响。 接着，针对动态未知环境中的避障问题，作者提出了一种基于感知-动作的避障角度搜索策略。这种策略允许机器人在完全未知环境中实时避障，详细探讨了障碍信息提取、旋转方向选择和安全距离设定等问题。 在定位方面，文章对现有的自定位方法进行了分析，并改进了常规的测程法定位方法。通过数字罗盘提供的方向信息校正里程计定位模型，解决了定位过程中的方向迷失问题，同时对系统误差和驱动轮打滑误差进行了校核和补偿，提升了定位精度。 为了验证所提出的避障定位方法的有效性和可行性，文章进行了实验，包括在Granda AS-R移动机器人平台上的室内实时避障及定位实验、系统误差校核实验和轮子打滑校核实验。实验结果显示，该方法能够有效地实时躲避静态和动态障碍物，具有良好的抗干扰性能和较高的定位精度。 关键词: 移动机器人, 动态环境, 避障, 自定位