本科毕业论文-—基于向量场直方图的移动机器人避障方法研究.doc

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1、本科毕业设计（论文）题目：（中文）基于向量场直方图的移动机器人避障方法研究（英文）STUDYOFOBSTACLEAVOIDANCEFORTHEMOBILEROBOTBASEDONVECTORFIELDHISTOGRAM诚信承诺我谨在此承诺：本人所写的毕业论文《基于向量场直方图的移动机器人避障方法研究》均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。承诺人（签名）：年月日摘　要【摘要】移动机器人广泛应用于工业生产加工制造中，尤其在危险和恶劣的环境中可

2、以用机器人代替人工操作减少损失。避障技术在移动机器人的发展中起着至关重要的作用，避障方法有很多种，本文是基于向量场直方图的移动机器人避障方法。由于传统的向量场直方图法在给定值太大或太小时都无法安全避障，本文在此基础上，利用激光测距仪所或得的数据首先确定一个可以安全行驶的范围，然后通过算法自动的改变给定值的大小，最终选择最优给定值，通过差分驱动控制使机器人安全避障。并在Robotic Studio仿真系统中建立场景和编程来实现。【关键词】移动机器人；激光测距仪；向量场直方图；差分驱动；避障STUDY

3、OFOBSTACLEAVOIDANCEFORTHEMOBILEROBOTBASEDONVECTORFIELDHISTOGRAMAbstract【ABSTRACT】Mobilerobotsarewidelyusedinindustrialproductionandmanufacturing，especiallyindangerousandharshenvironmentstheycanreplacemanualoperationstoreducelosses.Obstacleavoidancetec

4、hnologyplaysavitalroleinthedevelopmentofmobilerobot,Therearemanywaysaboutobstacleavoidance,thisarticleistheobstacleavoidancemethodformobilerobotbasedonthevectorfieldhistogram.Ifthegivenvalueistoolargeortoosmalltherobotcannotgothroughobstaclessafelyusi

5、ngtraditionalvectorfieldhistogrammethod.BasingontheVFH,firstly,determiningarangeofsafedrivingusethedatafromlaserrangefinders.Thenchangingthegivenvalueautomaticallyandchoosingtheoptimalvalue,finallyusingthedifferentialdrivecontrolmethodmaketherobotavoi

6、dobstaclessuccessfully.AndmakeitcometureintheRobotic Studiosimulatedsystem.【KEYWORDS】mobilerobot；LRF；VFH;differentialdrive;obstacleavoidance目录摘　要2Abstract31概论51.1课题的目的和意义51.2课题的主要研究内容52移动机器人避障的基本原理62．1激光测距仪LMS200基本工作原理62.2向量场直方图法72.3差分驱动法92.4Microsoft

7、RoboticsDeveloperStudio103基于VFH的避障算法113.1算法流程图113.2求机器人可以安全通过的所有范围113.3移动机器人角速度和线速度133.3.1确定给定值的原则133.3.3角速度控制153.3.4线速度控制153.4差分驱动控制164仿真实现174.1创建场景174．2编写仿真程序224.2.1新建DSS项目224.2.2获取LRF数据234.2.3在窗口和txt文本中显示254.2.4控制算法264.3运行仿真程序285结论31参考文献32致谢341概论1.

8、1课题的目的和意义移动机器人是美国和苏联在60年代后期，为了探测月球表面，开发成功的。通过在地面的控制，利用美国“探测者”3号成功实施了在月球上挖沟的计划并完成了其它的任务。苏联的“登月者”20号在月球表面成功着陆，控制相关设备在在月球表面钻削岩石，并把岩石样品装进设备带回实验室。日本早稻田大学于70年代初期开发出和人类相似的两足行走机器人。随着原子能利用和海洋开发的发展，极限作业机器人和水下机器人也得到了迅速发展。在人们的日常生活中，机器人也开始得到使用并引起人们的高度关注。尤其