探析自主式移动机器人路径跟踪及仿真的研究

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1、北京交通大学硕士学位论文自主式移动机器人路径跟踪及仿真的研究姓名：徐晶晶申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：程荫杭20060101Y8786'7311塞奎望=苎兰堡主兰堡堡苎．一——．i!里摘要移动机器人是一个集环境感知、动态决策与规趔、自主驾驶等多种功能于一体的综合智能控铺系统，是机器人学中的一个重要分支。在危险环境作业、军事等领域有广阔的应用前景。路径跟踪是移动机器人运动控制的基础。论文结合课题组设计的自主式移动机器人平台，进行了路径跟踪算法和路径跟踪仿真平台的研究，主要工作有：(1)进行了移动机器人运动学特性分析，确定了移动机器人的线速度和角速度作为路径跟

2、踪的最终控制输出；根据预瞄跟随理论，提出了先选择预瞄点，再控制线速度和角速度的路径跟踪方法。(2)设计了以路径弯曲度为输入，预瞄距离为输出的预瞄模糊控制器；以移动机器人与预瞄点的位置偏差和角度偏差为输入，移动机器人行驶线速度和角度为输出的运动模糊控制器。(3)以Vc++和Matlab为工具，设计了自主式移动机器人路径跟踪的仿真平台。实现了路径的输入和参数存储；模糊控制器输入变量的模糊化、模糊推理和反模糊化；移动机器人行驶轨迹的计算和路径跟踪。(4)对路径跟踪仿真结果进行了分析。关键词：自主式移动机器人；路径跟踪：仿真；预瞄跟随；模糊控制第l页苎塞奎望查兰堕主堂堡丝壅垒!墅曼塑A

3、BSTRACTMobiklIob啊i

4、a∞mplcxsyste珥inclⅡdi珏gm丑nycfilicaltechniqucssuch勰cnvi∞曩mc砒s●矗0ing’dynam扣decisio矗，aulonomoqsdri“ngetc．1tisanimponl硅t岫picof冀obot托se量Kh_持a，童ndb0wi如lyH∞di矗da丑gcrousenVi∞nmtm柚dmiln-fyficld．Patht雎ckingisthcbI∞ofthemoti明∞nt∞lofM曲ileR曲ot．Basingonthotcstbcdmbotwedesigned，thiIdis_cn

5、Itio矗paysmucl矗“en￡io矗Onpathtrackingalgorithmandpathtrackingsimulationsystem．1lhemainworkofthedisseftationisdescribedasfbllows：(1)IⅡthisdissenation，weanalyzeMobileRobot，buildlhekinematjcsmodelofit，a“choosethelinearvelocityandangularvcloc“yoftheMobileRobotasthefinaloutputofpathtracking．Basingo

6、nthepreviewfollowertheory，weproposethepathtrackingmethOd．1tisdescfibedasfollows：first，wecalculatesthecurVeofthepath，theⅡchoosespreViewpoiⅡtofit，andfjnanycontrolstheliⅡeafVelocityandangularvelocityofMobileRobot．(2)wedesignthepreviewfuzzycontrollerasthecu“cofthepathasitsinput，andth。preViewdist

7、anceasitsoutput；themotionfuzzycoⅡtrollerasposition—errorandangular—_errorasiIsinputs，andlinearvelocityandangularVelocityasiIsoutputs．(3)0ur。AutonomousMobileRobotPathTrackingsimulationSystem”basesonVC++andMatlab．Thesimulatio珏systemimplementssuchfunctionsastbeinputOfpaIh，tbestorageofpafameters

8、，fuzzificalionOfthcinputs，fuzzyreasoning’deflIzzifica￡ioD，calculationofMobileRobottsmotiontrackandsimulationofpalhtracking．(4)Inthcchapter4，weaⅡalyzethesimuIationresultsofpathtracking．Keyword：AuIOnomousMobileRobot；prcViewfollowermeOrypamtr∽king；fu盟