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基于局部环境形状特征识别的移动机器人避障方法
  • ISSN号:1002-0411
  • 期刊名称:《信息与控制》
  • 时间:0
  • 分类:TP23[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]西南交通大学电气工程学院,四川成都610031
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(61075104)
中文摘要:

针对传感器数据分析中代数模型方法存在的简化、丢失环境细节信息的问题,提出了一种用于移动机器人避障多次膨胀分析的激光雷达数据分析方法.该方法通过对激光测距数据进行多次不同程度的障碍边界膨胀,分析各膨胀图特征参数并提取局部环境形状特征,强化机器人局部环境认知及避障控制能力;膨胀系数组合在线选取和切换的灵活性特点使机器人可适应不同形状、尺寸的环境;机器人运动控制中引入环境形状特征参与机器人运动决策,增加了避碰控制以确保机器人在狭小环境下的安全.仿真对比验证了该方法在不同形状环境下的运动规划能力;实物实验验证了该方法可克服电机控制信号精度低、响应延时及胶轮打滑等不利因素影响,具有实际可行性.

英文摘要:

Aiming at the problem that algebraic models used in sensor information analysis are prone to simplify or even ignore environmental details, we propose a novel laser data processing method based on multiple expan- sions for mobile robot obstacle avoidance. By expanding obstacle edges with several ratios and analyzing the characteristics of expansion maps, the proposed method extracts shape features of the local environment to en- hance robots' ability inlocal environmental recognition and obstacle avoidance. The flexibility of online selec- tion and the switch of the expansion ratios facilitates robots that are adaptableto environments of various shapes and sizes. In robot motion control, environmental shape features are also introduced for motion decision-mak- ing, while collision avoidance is added to ensure the security of robots in narrow environments. Simulations verify that the proposed method is competent for robots' motion planning in different environments, and a real platform experiment validates the method's feasibility for practical applications with low-precision control sig- nals, response delay, and tire slippage.

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期刊信息
  • 《信息与控制》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国自动化学会 中国科学院沈阳自动化研究所
  • 主编:王天然
  • 地址:沈阳市南塔街114号
  • 邮编:110016
  • 邮箱:xk@sia.cn
  • 电话:024-23970049
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-0411
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1138/TP
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 全国优秀期刊三等奖,中科院优秀期刊三等奖,辽宁省优秀期刊一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),荷兰文摘与引文数据库,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:12960