一种适用于全向轮移动机器人的人工势场避障方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于全向轮移动机器人的人工势场避障方法，包括：步骤1.获取移动机器人的初始位置，最终目标位置；步骤2.对激光雷达环境数据进行聚类，并用最小二乘法完成局部环境建模；步骤3.获取移动机器人的当前时刻位置以及激光雷达扫描范围内的局部目标点；步骤4.结合模糊控制，建立模糊规则库，选择行进方式，并根据力的大小和偏转度量化移动机器人的速度；步骤5.控制机器人行走；步骤6.检测移动机器人是否到达最终目标点，如否，则返回步骤2循环执行；如果是则结束行进过程。本发明专利技术实现了全向轮移动机器人能够自适应的选择自身行进方式，针对不同障碍物采取不同的通过路径，充分发挥了全向轮的优势，大大提高了机器人的障碍通过能力。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于全向轮移动机器人的人工势场避障方法
本专利技术涉及交通信息
，具体涉及一种适用于全向轮移动机器人的人工势场避障方法。
技术介绍
在大力发展智能自动化的今天，移动机器人正引领着这场科技革命。移动机器人不仅能够承担搬运任务，提高作业效率，在监测、应急方面也有其独特的优势。随着移动机器人技术的不断革新，在农业、工业、国防业等都有着广泛的应用。路径规划技术是移动机器人关键技术之一，根据对环境信息已知或未知，可以分为离线路径规划和在线路径规划。前者路径较优，后者实时性强，有较强的应变能力。本专利技术属于环境未知的在线实时路径规划。近年来路径规划技术不断地发展，主要的路径规划方法有人工势场法、神经网络算法、遗传算法、模拟退火算法、粒子群算法、蚁群算法等。其中人工势场法因其高效率优势应用广泛。它的基本思想是根据引力场的思想，目标点对移动机器人产生“引力”，障碍物对移动机器人产生“斥力”，将机器人在周围环境中的运动，根据场景特点以及运动特性，抽象成一种人造引力场中的运动，最后通过求合力来实现移动机器人的运动规划与控制。专利CN107161143A在人工势场法的基础上，提出加入虚拟斥力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于全向轮移动机器人的人工势场避障方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1.获取移动机器人的初始位置

【技术特征摘要】
1.一种适用于全向轮移动机器人的人工势场避障方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1.获取移动机器人的初始位置最终目标位置其中，x为横向坐标，y为纵向坐标，为移动机器人正方向与横坐标夹角；步骤2.采用激光雷达获取环境数据，对激光雷达环境数据进行聚类，并用最小二乘法完成局部环境建模；步骤3.获取移动机器人的当前时刻位置(x’，y’，φ’)以及激光雷达扫描范围内的局部目标点(X’，Y’)；步骤4.将车体按左前、右前、左后、右后进行分割并分别建立人工势场模型，结合模糊控制，建立模糊规则库，选择行进方式，并根据力的大小和偏转度量化移动机器人的速度vx，vy，w；步骤5.根据所选择行进方式以及速度，控制机器人行走；步骤6.检测移动机器人是否到达最终目标点，如否，则返回步骤2循环执行；如果是则结束行进过程。2.根据权利要求1所述的一种适用于全向轮移动机器人的人工势场避障方法，其特征在于，所述步骤2包括以下子步骤：步骤21.获取激光雷达数据，以激光雷达摆放位置为坐标原点，环境数据为点簇数据{(Li，θi)|i＝1，2，3....，n}；步骤22.对激光雷达点簇数据进行预处理；步骤23.采用split-merge算法对激光雷达数据进行聚类，并用最小二乘法完成局部环境建模。3.根据权利要求2所述的一种适用于全向轮移动机器人的人工势场避障方法，其特征在于，所述步骤3包括以下子步骤：步骤31：获得各轮子的速度，并根据移动机构的运动学模型获得机器人前进、平移及旋转速度，运动学模型如下：式中：vx为机器人沿X轴速度；vy为机器人沿Y轴速度；w为机器人旋转速度，逆时针方向为正；l1，l2分别为机器人竖直方向轮子间距和横向轮子间距；w1，w2，w3，w4为机器人四个轮子的速度；步骤32：对机器人的速度进行积分，得到机器人当前位置时刻位置(x’，y’，φ’)；步骤33：根据步骤2建立的局部环境模型，得到当前激光雷达测距范围内的局部目标点(X’，Y’)，式中：xi表示所有处于机器人左边的点的横坐标，xi表示所有处于机器人右边的点的横坐标，yi表示所有处于机器人左边的点的纵标，yj表示所有处于机器人右边的点的纵坐...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙棣华，廖孝勇，赵敏，何明洲，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50