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《智能輪椅機(jī)器人的安全避障研究》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngTheresearchofobstacleavoidinginintelligentwheelchairrobotCandidate:Supervisor:AcademicDegreeAppliedfor:Specialty:DateofSubmission:DateofOralExamination:University:ZhangHongmeiVice—Prof.QuDongyueMasterofEngineerin
2、gMechanicalManufactureandAutomationDec.,20,2011Mar.,14,2012HarbinEngineeringUniversity哈爾濱工程大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明:本論文的所有工作,是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下,由作者本人獨(dú)立完成的。有關(guān)觀點(diǎn)、方法、數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)的引用已在文中指出,并與參考文獻(xiàn)相對(duì)應(yīng)。除文中已注明引用的內(nèi)容外,本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)公開發(fā)表的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體,均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。作者
3、(簽字):錯(cuò)紡翻粒日期:勁肛年另月/細(xì)學(xué)位論文授權(quán)使用聲明本人完全了解學(xué)校保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的有關(guān)規(guī)定,即研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)屬于哈爾濱工程大學(xué)。哈爾濱工程大學(xué)有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件。本人允許哈爾濱工程大學(xué)將論文的部分或全部內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索,可采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文,可以公布論文的全部內(nèi)容。同時(shí)本人保證畢業(yè)后結(jié)合學(xué)位論文研究課題再撰寫的論文一律注明作者第一署名單位為哈爾濱工程大學(xué)。涉密學(xué)位論文待解密后適用本聲明。本論文(口在授予學(xué)位后即可口在授予學(xué)位1
4、2個(gè)月后口解密后)由哈爾濱工程大學(xué)送交有關(guān)部門進(jìn)行保存、匯編等。作者(簽字):弓黼導(dǎo)師(簽字):姥垅壓眩日期:.≯})年弓月占日列駝年弓月/參日智能輪椅機(jī)器人的安全避障研究摘要移動(dòng)機(jī)器人的避障研究是機(jī)器人路徑規(guī)劃領(lǐng)域的核心內(nèi)容之一,它的任務(wù)是在有障礙物的環(huán)境中,已知在確定的起點(diǎn)和終點(diǎn)位置尋找一條最低代價(jià)的無碰安全路徑。目前,靜態(tài)環(huán)境中的路徑規(guī)劃已經(jīng)取得大量實(shí)際的應(yīng)用成果,但對(duì)存在動(dòng)態(tài)障礙物環(huán)境下的路徑規(guī)劃尚未形成統(tǒng)一完善的系統(tǒng),而為殘障人士提供代步功能的智能輪椅機(jī)器人的動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃研究更是很少。本研究基于醫(yī)院、療養(yǎng)院等室內(nèi)環(huán)境
5、,對(duì)智能輪椅機(jī)器人的避障展開理論和試驗(yàn)研究。研究并確定了靜態(tài)障礙、動(dòng)態(tài)障礙環(huán)境下具有實(shí)時(shí)性和有效性的路徑規(guī)劃方案,保證了智能輪椅在有障礙的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)安全避障,保障了用戶的安全。論文的主要研究工作包括:針對(duì)動(dòng)態(tài)避障障礙問題,研究了動(dòng)態(tài)障礙環(huán)境下的搜索流程和局部避障策略,確定全局路徑規(guī)劃和在線重規(guī)劃結(jié)合的路徑搜索方案。并分別確定了障礙物在不同環(huán)境下的避障策略。針對(duì)傳統(tǒng)A宰算法搜索時(shí)間長的不足,對(duì)A木算法中的啟發(fā)式函數(shù)進(jìn)行改進(jìn),并對(duì)整個(gè)估價(jià)函數(shù)進(jìn)行了加權(quán)處理?;跂鸥穹ń⒘艘阅翅t(yī)院地圖為例的仿真環(huán)境,分析實(shí)現(xiàn)了智能輪椅的兩種全局路
6、徑規(guī)劃算法遺傳算法和A木算法,在仿真平臺(tái)上對(duì)兩種算法進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了在環(huán)境條件相同的情況下A木算法搜索出的路徑更短。仿真結(jié)果驗(yàn)證了在環(huán)境條件相同的條件下,改進(jìn)后的A木算法搜索不但能夠搜索出安全無障礙的最優(yōu)路徑,而且搜索的時(shí)間較傳統(tǒng)A宰算法短。以某醫(yī)院環(huán)境地圖為例,在仿真環(huán)境下驗(yàn)證了改進(jìn)的A木算法能夠使有效實(shí)現(xiàn)智能輪椅靜態(tài)障礙的安全避障。通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所研究的算法和策略在動(dòng)態(tài)障礙環(huán)境下的有效性。本文研究了智能輪椅安全避障的路徑規(guī)劃問題,提出了存在動(dòng)態(tài)障礙物環(huán)境下的避障策略和路徑規(guī)劃方法,這些工作無論對(duì)于智能輪椅路徑規(guī)劃內(nèi)容還
7、是在實(shí)際的應(yīng)用中都具有十分重要的意義。關(guān)鍵詞:智能輪椅;路徑規(guī)劃;避障;A木算法智能輪椅機(jī)器人的安全避障研究ABSTRACTTheresearchofobstacleavoiddingonMobileRobotisoneofthecoresofthepathplanningofRobot.ThetaskistofindansafepathfortheMobileinacircumstanceinwhichthestartandtheendhasbeenknowatthelowestexpense.Currently,thepa
8、thplanninginstaticenvironmenthasbeenfruitful,howevertherehasn’tasystemicapplicationforthemobilecircumstance.Forfurther,theresearchontheint