激光雷达壁跟踪算法:自主移动机器人环境感知与行为控制

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本文档探讨了一种针对反应式自主移动机器人(Reactive Autonomous Mobile Robot)的壁跟随算法,特别是在应用激光扫描器进行环境感知的情况下。作者Ana Rafael Porto和Cassio Santos来自葡萄牙的FE.UP,他们共同开发了这个算法,旨在让两轮自主机器人在诸如智能检查、安全巡逻和场馆服务等场景中实现壁跟随功能。 壁跟随算法的核心在于其对环境的感知能力,利用安装在机器人顶部前端的激光扫描器进行持续扫描。该算法的工作流程是:当机器人处于自由探索状态时,会随机游走,一旦检测到墙壁,它将立即启动壁跟随模式。在这个模式下,通过实施比例控制,机器人能保持与墙壁的恒定距离,无论是外部的“V”形还是内部的“W”形墙壁。 值得注意的是,这种系统设计为一种反应式机器人,这意味着它无需预设墙壁模型,而是能够根据未知环境做出实时响应。为了验证算法的有效性和鲁棒性,作者进行了多环境下的实验,包括各种墙壁探测和跟随任务,以确保机器人行为的正确和稳定。 研究的关键术语包括"Autonomous Mobile Robots"(自主移动机器人)、"Laser Scanner Sensor"(激光扫描传感器)、"Wall Following Algorithm"(壁跟随算法)以及"Proportional Control"(比例控制)。这项工作不仅提升了机器人的导航性能,也展示了在复杂环境中的智能决策能力,对于提高机器人在实际应用中的适应性和实用性具有重要意义。