动态不确定环境下移动机器人的在线实时路径规划

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1、第28卷第2期计算机应用与软件Vol.28No．22011年2月ComputerApplicationsandSoftwareFeb．2011动态不确定环境下移动机器人的在线实时路径规划121庄慧忠李晗陆震宇1(上海工程技术大学高等职业技术学院上海200437)2(温州大学物理与电子信息学院浙江温州325000)摘要提出一种基于极坐标空间的、以机器人期望运动方向角为路径优化指标的动态不确定环境下移动机器人的在线实时路径规划方法。该法通过机器人的传感器系统，实时探测局部环境信息，在每一采样时刻，机器人首先对“视野”内的动态障碍物的位置进行采样，然后根据所采样的位置信息，利用自回归模型预测出

2、下一采样时刻动态障碍物的位置，再将预测位置上的动态障碍物当作静态障碍物来处理，然后对其规划避碰路径，从而将动态路径规划转化为静态路径规划。仿真和实验结果验证了该方法有效可行，具有实时规划性和良好的避障能力。关键词移动机器人路径规划极坐标空间期望方向角ON-LINEREAL-TIMEPATHPLANNINGFORMOBILEROBOTSINDYNAMICUNCERTAINENVIRONMENT121ZhuangHuizhongLiHanLuZhenyu1(CollegeofVocationalTechnical，ShanghaiUniversityofEngineeringScience，

3、Shanghai200437，China)2(CollegeofPhysicsandElectronicInformation，WenzhouUniversity，Wenzhou325000，Zhejiang，China)AbstractThispaperpresentsanon-linereal-timepathplanningmethodformobilerobotsindynamicuncertainenvironment．Basedonpolarcoordinatesspace，thismethodusesexpectedmovementdirectionangleofrobot

4、sastheindexofpathoptimization．Itexploresinforma-tionoflocalenvironmentintimethroughsensorsystemofrobots．Ateachsamplingtime，therobotfirstlytakesthesampleofpositionsofdy-namicobstacleswithinits“visualfield”，andthenpredictsthepositionsofdynamicobstaclesatnextsamplingtimewithautoregressivemodelaccord

5、ingtosampledpositionsinformation，anddealswithdynamicobstaclesatpredictingpositionsasthestaticonesafterwards．Thenitplanscollisionavoidancepathforthemsoastohavetransformedthedynamicpathplanningintostaticpathplanning．Themethodisavailableandfeasible，ithasreal-timeplanningpropertyandpreferablygoodcoll

6、isionavoidancecapacity，allofthesearedemonstratedbythesimula-tionsandexperimentalresults．KeywordsMobilerobotPathplanningPolarcoordinatesspaceExpecteddirectionangle动态障碍物看成静态的，用栅格法搜索最优路径，并称之为动态0引言栅格法;文献［7］提出一种新的多自由度机器人路径规划方法用于动态未知环境下的在线动作控制，机器人通过局部反应算路径规划是指在有障碍物的工作环境中寻找一条从起点到法对移动障碍物做出反应，采用离线预规划方式解决局

7、部算法终点的运动路径，使得机器人在该运动路径上能够安全地、无碰的长期视野不足问题;文献［8］提出一种结合全局规划和局部撞地避开所有的障碍物。机器人的工作环境多数属于动态不确规划的移动机器人路径规划方法用于补偿反应行为，允许机器定环境，包括位置未知的静止障碍物和运动轨迹不定的移动障人在一个部分未知环境中长时间无人干预方式下行走。碍物。动态未知环境下移动机器人的在线实时避碰路径规划是文献［9，10］借鉴预测控制中的滚动优化原理，提出了一