基于仿生算法的避障研究

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1、原创性声明本人声明：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已发表或撰写过的研究成果。参与同一工作的其他同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：本论文使用授权说明本人完全了解南通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留论文及送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容。（保密的论文在解密后应遵守此规定）学生签名：指导教师签名：日期：摘要随着经济的发展和科学技术的提高，交通的发

2、展越来越迅速，人们的生活水平不断提高，私家车的数目与日剧增，交通问题越来越严重，为此智能车辆开始飞快地发展。智能车结合了人工智能、计算机仿真、自动控制等多个理论技术，实现了车辆的自动避障及路径规划选择等功能。本文针对其避障功能，采用了触须算法的设计，证明此算法是可行的和有效的。实际设计中，可以先由Velodyne雷达获取车辆周边的障碍物情况，建立障碍物地形图，对触须的建立和避障的方案进行分析。然后进行参数设定，分析触须最大张角、触须圆弧修正系数及其他参数对构建触须轨迹的影响。算法引用“虚拟触角”的概念，引入

3、安全距离，用触须法分析车辆转弯的实时情况，并依据周围的障碍物情况改变车辆的触须半径。选择最小的转弯半径，生成平滑的最优路径，利用此算法可以完成在未知环境下的避障。本文运用MATLAB软件仿真出单组触须的轨迹图，为了仿真验证其可行性和有效性的方便，运用MATLAB中M文件自定义障碍物地图，并仿真出小车避开障碍物的实际运行轨迹。通过与其他避障方法的对比，证实了本文所提出的触须避障方法具有一定的优点，可以让小车选出较为平滑的最短避障路径，具有可行性和有效性。关键词：智能车辆，避障，虚拟触角，触须法，MATLAB仿

4、真38ABSTRACTWiththetheadvancementofscienceandtechnologyanddevelopmentofeconomic,thedevelopmentoftransportationhasbecomemoreandmoredeveloped.People’slivesaregettingbetter.Thenumberofprivatecarsissteadilyincreasing.Thetrafficproblemsbecomemoreserious.So,thein

5、telligentvehicleshavebeguntodeveloprapidly.Intelligentvehiclescombineartificialintelligence,computersimulation,automaticcontroltheoryandothertechnicaltheory,achievesthesefunctionsthatvehiclescanavoidobstaclesautomaticallyandselecttheplannedrouteandsoon.Int

6、hispaper,weconfirmthatthemethodisfeasibleandeffectivebyusingthetentaclealgorithmdesign.Intheactualdesign,thesituationofobstaclesaroundthevehicleisobtainedbyusingVelodyneradarfirstly,andamaphasbeenbuild.Tentacleregenerationandavoidingobstaclestrategyareanal

7、yzed.Thentheparametersareset.Theinfluenceofbuildingtentaclestrackthatthemaximumopeningangle,thetentaclearc’scoefficientofcorrectionandotherparametersareanalyzed.Algorithmusestheconceptof‘virtualtentacles’,introducesasafedistance.Thereal-timeturningstateoft

8、hevehicleisanalyzedbyusingtentaclealgorithm.Thetentaclesradiusofthevehicleischangedbasedontheobstaclesituationaroundandthesmallestturningradiusischosen.Getthebestsmoothpath.Usingthisalgorithmcanavoidobstacles