新的室内移动机器人的实时定位和运动规划方法

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第24卷第8期计算机应用研究Vo1．24No．82007年8月ApplicationResearchofComputersAug．2007新的室内移动机器人的实时定位和运动规划方法水慕延华，尹怡欣，涂序彦，孙铁强(1．北京科技大学信息工程学院，北京100083；2．山东工商学院信息与电子工程学院，山东烟台264005)摘要：提出了一种将传感器信息与先验环境信息融合实现移动机器人定位和运动规划的方法。这种方法选用SICKLMS200型激光扫描测距仪为机器人感知装置，根据室内障碍物的顶点或拐角信息进行定位和运动规划。这种定位和规划方法模仿了

2、盲人在熟悉环境下用拐杖走路的过程，适于室内移动机器人的实时定位和运动规划。关键词：移动机器人；定位；运动规划；信息融合中图分类号：TP24文献标志码：A文章编号：1001—3695(2007)08—0106—03Newreal—timelocalizationandmotionplanningmethodforindoormobilerobotMUYan．hua。，，YINYi．xin，TUXu．yan，SUNTie．qians(1．SchoolofInformationEngineering，UniversityofScience＆TechnologyBe~iing，Beijing

3、100083，Ch／na；2．SchoolofInformation＆Electro-nicsEngineering，Shandongl~thuteofB~iness＆Technology，YantaiShandong264005，China)Abstract：Thispaperproposedareal—timelocalizationandmotionplanmngmethodbasedonfusionofsensorinformationandknownenvironmentinformation．Thismethod，selectedSICKLMS200indoorlaser

4、scannerastherangesensor，andthemainin—formationoflocalizationandmotionplanningwastheveaicesorcolTlersfeatureofindorobstacles．Thismethodimitatestheblindman’Smotionmannerinknownenvironmenttllcrutch．andCanbeusedforindormobilerobot．Keywords：mobilerobot；localization；motionplanning；informationfusion定位

5、是移动机器人学中最基本的感知问题⋯。移动机器人2．1环境先验信息模型要快速、无碰撞地到达目标位置，就必须知道自己在哪里。室内环境先验信息模型是关于室内环境的、静态的、已知的信息环境下，移动机器人通过将传感器数据与先验环境信息融合的模型。它主要包括房间、走廊的形式化表示，不可移动障碍物方式自定位，规划下一步的运动。移动机器人的定位算法可分(如办公桌、办公椅、沙发等)的形式化表示，可移动障碍物的形为两类，即基于图标算法l3和基于特征算法J。图标法往往式化表示。室内环境是结构化的环境，首先对室内环境作如下采用占用网格技术构建度量图，而占用网格本身就是将传感器假设：室内地面是平坦的，从而可以

6、将机器人的三维导航问题简数据和环境模型或地图进行融合的一种机制。特征法则将当化为二维；室内办公桌、办公椅、沙发等障碍物的位置是固定的，前观测数据与地图进行匹配，构建拓扑图。且互不相交；障碍物可以用在地面的投影表示，且每个障碍物的投影都能用多边形近似；室内环境下的动态障碍物主要是房间1定位和运动规划原理内走动的人。室内移动机器人在运动过程中，需要根据传感器从周围环对房间和走廊的形式化表示用roomPolygon类描述如下：境获取的信息与环境信息模型进行融合，推断当前时刻机器人ClassroomPolygon自身的位置和方向，以及障碍物的位置和方向，以确定下一步的{intnumVerti

7、ces；／／房间或走廊投影多边形的顶点个数运动，如图1所示。其中：．s表示t时刻机器人接收到的传感器void}vertex[numVertices]；数据；表示相应的先验环境信息；表示t时刻机器人的位／／房间或走廊投影多边形顶点的表示置是机器人根据t时刻位置以及目标位置采取的行动。void}line[numVertices]；／／房间或走廊投影多边形边的表示2信息模型UnMovedO~}ObsContain[numobs]／／房间或走廊中的不可移动障碍物移