基于模糊逻辑的机器人导航系统研究

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1、2422010，46（10）ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用基于模糊逻辑的机器人导航系统研究宁伟，王耀南NINGWei，WANGYao-nan湖南大学电气与信息工程学院，长沙410082InstituteofElectricandInformationEngineering，HunanUniversity，Changsha410082，ChinaE-mail：ningwei20@sina.comNINGWei，WANGYao-nan.Fuzzylogic-basednavigationsystemresearchforro

2、bot.ComputerEngineeringandApplica－tions，2010，46（10）：242-244.Abstract：Aimingatsolvingdeadlockproblemwhichisfacedbyarobotnavigationunderunknownandcomplicatedenviron－ment，thispaperproposesabehavior-basednavigationmethodcalled“safenavigationmethod”whichisbasedonagrid-basedmapmodelcalled“datagr

3、id”.Thedatagridmaprecordsnotonlythesurroundingenvironmentinformation，butalsotherobotpathdata.Thesafenavigationmethodisoneoftheapplicationsofthedatagridtechnique，whichaddressesthedeadlockproblemfacedbyrobotnavigatingunderunknownenvironment.Fuzzylogicisusedtoimplementthebehaviordesignandcoor

4、dination.Ex－perimentalresultsareprovidedtodemonstratetheperformanceoftheproposedmethod.Keywords：mobilerobot；fuzzylogic；gridmap摘要：由于未知环境下机器人导航容易出现死锁问题，设计了一种基于栅格的地图模型叫“数据栅格”，并在此基础上提出了一种基于行为的导航方法即“安全导航法”。数据栅格记录了周围环境中障碍物信息和机器人路径信息，安全导航法就是应用数据栅格技术来解决未知环境下机器人导航遇到的死锁问题。模糊逻辑用来设计和协调各种导航行为。仿真和实际环境的实

5、验结果也证实了该方法的良好性能。关键词：移动机器人；模糊逻辑；栅格图DOI：10.3778/j.issn.1002-8331.2010.10.075文章编号：1002－8331（2010）10-0242-03文献标识码：A中图分类号：TP241前言动机器人仿真实验和实际环境测试中验证了该系统的性能。目标导航是机器人一种常见的又必须完成的任务，它要求机器人能够自主移动到目标点而不碰撞任何物体。通常的实际2数据栅格模型环境都是未知的，为了完成导航任务，机器人不但需要具备壁介绍了一种新的能存储信息的栅格图模型，利用该模型机障和自身定位的能力[1]，而且同时要具有搜索安全不重复路径

6、器人的物理环境可以由一个二维数组表示，数组的每个元素即的能力[2]。目前环境信息未知或部分未知的局部路径规划方法主数据点都包含两种信息，一种是有关障碍物的，另一种是有关要由人工势场法和神经模糊算法组成[3]，可惜上述方法都很容路径的，把包含这两种信息的栅格点分别称做障碍物数据点易遇到死锁问题，导致机器人受困在环境的某一角落无法到达（ODD）和路径数据点（TDD）。ODD的值VODD（i，j）表示障碍物在目标点。针对死锁问题，已经提出了另外两种解决方案：沿线策该栅格点存在的可能性，而TDD的值VTDD（i，j）表示机器人经略和虚拟子目标法[4]。但上述两种方法均适用于通用的环

7、境结过某区域的次数，其中i=1，2，…，M，j=1，2，…，N，凭借TDD和构而在复杂环境下仍然会有很大的不足，例如目标点处在不规则[5]ODD的信息机器人能完成安全导航任务。存储在数据栅格图墙壁的一个角落时机器人可能因为沿线方向的错误而受困。介绍了一种在未知环境下基于模糊逻辑的机器人导航系的信息又分别以OM×N矩阵和TM×N矩阵的形式表示，最开始它统。该系统包括一种新的栅格地图模型，称之为数据栅格，它不们都被设定为零矩阵，每隔100ms就会更新OM×N和TM×N的仅能记录障碍物的信息又能保存先前的路径信息[6]。