山东大学崇新学堂EECSdesignlab3：机器人的路径规划与安全驾驶

山东大学崇新学堂的EECSdesignlab3项目旨在提升机器人在复杂环境中的路径规划和自主导航能力。该实验室的主要目标是让机器人能够沿着由直线路径段组成的路线行驶，并在三个阶段逐步实现这一目标： 1. 状态机实现：首先，参与者需要设计并实现一个状态机，使其能够根据机器人的里程计数据（odometry）在直线上精确地引导机器人到达预设的目标坐标。这涉及理解传感器输入与地图坐标之间的关系，以及如何通过状态转换来控制机器人的运动。 2. 路径规划与执行：其次，要求将两个机器学习模型串联起来：一个用于生成目标点，另一个负责驱动机器人到这些目标点。通过这种方式，机器人可以依次穿越一系列直线路径，形成一条连续的行驶路线。 3. 安全性增强：为了提高人机交互的安全性，还需要在机器人行为中添加一个“反射”机制。当机器人的行驶路径被障碍物阻挡时，它会自动停止，并在障碍物移除后重新启动，避免对人类造成危险。这涉及到实时感知环境并调整策略的能力。 项目所需的材料包括个人笔记本电脑，运行稳定的软件环境，以及四个关键的Python脚本：`moveBrainSkeleton.py`作为主脑文件，导入`ffSkeleton.py`（用于构建跟随路径的状态机模板），`dynamicMoveToPointSkeleton.py`（用于实现导航到指定点的行为模板），以及`testFF.py`和`testMove.py`（用于测试这两种行为的独立程序，但当实际运行大脑时并不使用）。 整个实验过程不仅要求学生掌握机器学习、路径规划算法、传感器融合以及控制理论等核心知识，还锻炼了他们的编程和问题解决能力，特别是将理论应用于实践，以实现一个能适应环境变化、自主导航的智能机器人系统。参与这个实验室，学生将深化对现代机器人技术的理解，并为未来在自动驾驶、机器人路径规划等领域打下坚实基础。