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第 卷第 期 机器人 ΡΟΒΟΤ ∂ 年 月 文章编号222 基于实时障碍物预测的机器人运动规划Ξ 董立志 孙茂相 朱 枫 董再励 尹朝万 沈阳工业大学信息科学与工程学院 中国科学院沈阳自动化研究所 摘 要 本文给出了移动机器人的虚力导航和运动规划系统 这种方法结合最小方差估计算法 能有效地对机器人进行实时导航和避撞 在预测过程中 根据导航的不同阶段和预测误差 ≥∞ 的变化情况 采用 规则动态地调整误差函数中的权重 使预测过程尽可能准确 导航算法的基 ƒ∏ 本思想是首先通过预测算法来获得移动机器人的运动信息然后虚力系统根据预测信息决定机器人 的未来运动 仿真结果表明该方法实时性好 能准确躲避障碍物并且到达目标点 关键词 移动机器人 人工势场 规划 预测 中图分类号 ×° 文献标识码 1 引言 多数有关移动机器人导航的研究主要限于静态环境 但在实际情况中存在移动障碍物 并 且传感器系统很难给出障碍物的细节描述 所以应用人工势场的避撞方法效果并不理想 本文 采用预测和势场法相结合的算法来解决移动机器人的导航问题由于传感器系统很难显式给 出可靠的障碍物的运动信息 即障碍物的速度和方向 实际上这种实时信息隐含在下一时刻 的障碍物的位置之中 所以我们只要采用某种预测算法来预测障碍物的下一时刻的位置 就可 以获取障碍物的运动信息 因此我们采用了最小方差估计算法处理传感器信息 从而获得较准 确的障碍物下一时刻的位置 虚力导航系统根据该信息决定机器人在当前环境下运动 本文共 分 个部分 第 部分详细介绍了预测算法 第 部给出了虚力的设计过程 第 部分给出了 整个导航系统的规划算法 最后在第 部分给出了该系统的仿真结果 2 障碍物的位置预测 为了使预测过程尽可能准确并且计算量小 我们采用了线性预测模型 该模型能给出简单