保证智能轮椅平滑通过狭窄通道的路径曲率优化算法

发布时间：2017-12-09 03:09

  本文关键词：保证智能轮椅平滑通过狭窄通道的路径曲率优化算法

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【摘要】：为了使用户更感舒适,智能轮椅应该能在具有复杂几何约束的室内环境下平滑地通过狭窄通道.本文提出一个基于路径曲率优化的算法以确保智能轮椅平滑地通过狭窄过道.考虑到路径平滑度取决于路径曲率及其变化率,在通过传感器数据计算出狭窄通道相对于轮椅的位置后,算法以贝塞尔曲线的曲率及其变化率最小为优化目标,以轮椅过通道时的方向及贝塞尔多边形应为凸多边形作为约束,规划出一条平滑的最优路径,然后控制轮椅实时跟踪这条路径.上述过程动态循环运行,实现了智能轮椅平滑通过狭窄通道.仿真中将本文算法同基于A*的路径规划导航算法进行了对比,结果表明本文提出的基于曲率优化的算法可以实现比A*算法路径曲率更小且更加平滑的过狭窄通道过程,并且即使在没有全局地图和定位信息情况下,算法也能控制轮椅平滑地通过狭窄过道.实验中详细阐述了算法的实现过程,实验结果也证实了算法的有效性.
【作者单位】： 上海大学机电工程与自动化学院;牛津大学计算机与电子工程学院;艾塞克斯大学计算机与电子工程学院;
【基金】：上海市科委扬帆人才计划项目(16YF1403700);上海市科委重点项目(15411953502,14JC1402200) 上海高校青年教师培养资助计划(ZZ SD15088)资助~~
【分类号】：TH789
【正文快照】： 室内环境往往具有很多狭窄的过道,这给轮椅的正常工作带来较大挑战.另一方面,轮椅用户通常是行动不便者和老人,他们不能很好地控制轮椅.因此,一个巨大的需求在于智能轮椅能自动穿过较窄的过道,以便轮椅用户能感到安全和舒适[1]. 智能轮椅过通道很大程度上依赖于其运动控制算

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本文编号：1268848