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1、一種針對VFH系列算法閾值敏感問題的改進策略莊宇輝，趙成萍，嚴華(四川大學電子信息學院，成都610065)摘要：針對VFH系列算法的閾值敏感問題，提出了一種新的自適應(yīng)閾值改進策略.綜合考慮移動機器人硬件特性、運動特性和目標點環(huán)境設(shè)置初始閾值、確定閾值范圍.使用閾值評價函數(shù)，對可選范圍內(nèi)的每組閾值與可通行方向進行綜合評價，使得機器人能夠?qū)崟r選取適合當前情況的閾值.最后在ROS上實現(xiàn)算法，并使用EAI移動機器人平臺進行多次對比實驗.實驗結(jié)果證明，使用自適應(yīng)閾值改進策略后，機器人能夠避免局部死區(qū)，并在目標周圍存在障礙物時，以較短的無碰撞平滑路徑順利到達目標位置.關(guān)鍵詞：VFH；閾值敏
2、感；自適應(yīng)閾值；移動機器人；ROS中圖分類號：TP312文獻標識碼：AAnimprovedstrategyforVFHthresholdsensitiveproblemZHUANGYu-Hui，ZHAOCheng-Ping，YANHua(CollegeofElectronicsandInformationEngineering,SichuanUniversity,Chengdu610065,China)Abstract:InviewofthethresholdsensitiveproblemofVFHseriesalgorithm，anewadaptivethresholdim
3、provementstrategyisproposed.Theinitialthresholdandthethresholdrangeisdeterminedbythehardware，motioncharacteristicsoftherobotandthetargetenvironment.Athresholdevaluationfunctionisusedtocomprehensivelyevaluateeachthresholdandaccessibledirectionintheoptionalrange，sothattherobotcangetthethreshol
4、dsuitableforthecurrentsituationinrealtime.Finally，thealgorithmisrealizedinROS，andseveralcomparativeexperimentsareconductedbyusingtheEAImobilerobotplatform.Theexperimentalresultsshowthatwhentheimprovedpolicywithadaptivethresholdisapplied，therobotcanavoidlocaldeadzoneandsuccessfullyreachthetar
5、getpositionincomplexenvironment.especiallywhenthetargetissurroundedwithobstacles.Keywords:VFH；Thresholdsensitivity；Adaptivethreshold；Mobilerobot；ROS1引言隨著科技不斷發(fā)展進步，移動機器人的應(yīng)用越來越廣泛.有效的自主避障是移動機器人系統(tǒng)必須具備的一項基本能力，國內(nèi)外學者對此做了大量研究.目前比較成熟的理論有bug算法[1,2]、人工勢場法[3]、刪格法[4]等，其中不斷發(fā)展完善的經(jīng)典算法當屬向量場直方圖法VFH（VectorField
6、Histogram）[5].VFH算法源于JohannBorenstein和YoramKoren對虛擬勢場法VFF（VirtualForceField）[6]容易陷入局部最小和數(shù)據(jù)激變等問題的改進.隨后他們提出了考慮機器人運動學特性和機器人尺寸的VFH+算法[7].為突破VFH算法局限性，IwanUlrich和JohannBorenstein結(jié)合A*算法提出了更利于趨向目標的VFH*算法[8].AndrejBabinec和FrantisekDuchon提出了結(jié)合TDT（TimeDependentTree）的動態(tài)環(huán)境下的VFH*TDT算法[9].另外，國內(nèi)很多學者對VFH算法也做
7、了很多研究并提出了很多改進算法，如針對直方圖構(gòu)建的改進[10]和針對轉(zhuǎn)彎策略的改進[11].目前VFH系列算法主要有以下幾點不足：①VFH系列算法依賴所用傳感器，受環(huán)境設(shè)備的制約；②VFH系列算法容易受某些參數(shù)影響，如閾值；③VFH系列算法為局部避障規(guī)劃算法，具有一定的局限性.基于ROS（RobotOperatingSystem機器人操作系統(tǒng)），針對VFH系列算法的閾值敏感問題，提出了一種考慮機器人硬件特性、運動特性和目標環(huán)境的自適應(yīng)閾值策略.最后通過實驗證明，采用該方法，能夠有效解決VFH
