轮式机器人的避障生存控制器设计

发布时间：2017-08-31 22:04

  本文关键词：轮式机器人的避障生存控制器设计

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【摘要】：从生存理论这种新视角出发能有效结合机器人动力学模型来分析其避障问题。针对轮式机器人的欠驱动特性,提出了一种生存区域构造新方法,并结合机器人模型将障碍约束就转化为一组生存不等式;为了保证机器人能够规避附近障碍物,给出了该区域全局生存的充分性证明;同时为满足基本导航要求,设计了该要求所需的方向控制器;最后生存不等式和方向控制器输出会作为一组约束条件使轮式机器人避障转化为一组线性规划问题。机器人可以根据导航需要优化特定指标,如最大化控制输出以实现激进的高速避障,并对机器人在未知环境条件下算法的使用进行了描述。此外,通过给出不同控制器参数的仿真结果验证了该生存控制器的有效性并展示了控制参数对运动性能影响。
【作者单位】： 上海理工大学光电学院;上海理工大学管理学院;
【关键词】： 生存理论 仿射非线性系统 自主避障 线性规划
【基金】：国家自然科学基金(11171221) 国家教育部博士点基金资助项目(20123120110004) 上海市一流学科建设项目(XTKX2012) 上海理工大学博士启动经费(1D-10-303-002)
【分类号】：TP242
【正文快照】： 机器人自主避障能力是该领域所研究的一个基础且非常重要的问题[1]。现有的避障方法大致有,以人工势场与VFH等为代表一类虚拟力方法[2][3],以模糊逻辑决策运动控制的避障方法[4]和以A*及其改进搜索算法为代表的路径规划方法[5]等。多数避障算法并不考虑机器人动力学特性,这会

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本文编号：768167