移动机器人的路径规划与定位技术研究

林盛国

（北京理工大学珠海学院，广东珠海　519088）

移动机器人的路径规划与定位技术研究

林盛国

（北京理工大学珠海学院，广东珠海519088）

随着社会的发展，导航技术是实现机器人移动的关键，在对导航技术应用过程中，要注重对移动机器人的路径规划与定位，能够更好地满足移动机器人的设计需要。移动机器人的路径规划与定位技术研究，要注重结合相关技术手段，对路径规划问题和定位问题进行有效分析，采取有效技术手段，实现移动机器人的移动和定位，更好地通过拐角区域。

移动机器人路径规划定位技术

导航技术是实现机器人移动的关键，在对导航技术应用过程中，要注重对移动机器人的路径规划与定位，能够更好地满足移动机器人的设计需要。移动机器人的定位，主要是借助传感器对机器人所处的环境进行分析，能够在保证移动机器人定位完成后，实现机器人的移动目标。移动机器人的路径规划，要注重结合机器人移动的特点，选择最优无碰路径，从而保证机器人能够有效行走。

1　移动机器人路径规划问题分析

本文在对移动机器人的路径规划问题分析过程中，注重立足于声呐和摄像头的信息融合技术为研究背景，通过对信息融合技术的有效应用，实现移动机器人路径规划问题。信息融合技术实现了对传感器信息资源的有效利用，能够利用计算机技术，更好地对传感器观测信息进行分析，并对信息进行综合、有效的利用，从而实现路径规划目标。移动机器人路径规划，要注重以融合方法进行实现，在这一过程中，需要根据移动机器人所处的环境进行考虑。在进行路径规划时，主要涉及到了D-S证据推理法、贝叶斯法、卡尔曼滤波法、加权法等［1］。

基于移动机器人路径规划问题，本文主要利用了加权法进行分析。在利用加权法过程中，首先对声呐和摄像头采集到的数据信息进行汇总和分析，将采集的信息进行距离转化，并定义l=∞；这样一来，摄像头在检测距离过程中，同样适用于l=∞。这样一来，在对距离分析过程中，通过利用加权算法，可以对数据进行预处理。在与处理过程中，要考虑到时刻k下，移动机器人处于怎样的状态，并且需要根据实际情况，对权值进行相应的调整。利用摄像头和声呐对移动机器人的路径进行规划时，要注重对局部路径问题进行考虑。一般来说，当机器人移动到门的位置时，并需要进行穿门操作时，需要保证穿行不受到障碍物影响，并且避免发生碰撞［2］。这样一来，就需要根据移动机器人垂直姿态情况，对轨迹进行有效规划。在路径规划过程中，我们可以结合图1进行分析。

如图1所示，在对移动机器人路径规划分析过程中，需要考虑到移动机器人的转弯动作，在进行设计过程中，我们需要对行进距离△进行把握，△=l-d，在转弯控制过程中，需要对转弯动作进行控制，这就需要把握左右转轮的关系，其关系如下所示：VR/V l=（r+N）/r，这样一来，在对转弯问题解决时，需要保持左右轮速处于相等的状态［3］。

图1　移动机器人路径规划分析

2　移动机器人定位技术分析

在对移动机器人进行定位过程中，可利用信息融合技术实现移动机器人的自定位发展，这样一来，就需要根据移动机器人作业环境情况，对定位进行有效设计。例如移动机器人的行动环境为门型，在进行定位过程中，需要利用声呐对环境信息进行获取，并需要对机器人的行动姿态进行调整，使其能够与墙壁保持一个平行状态。在定位过程中，需要对N声呐测得的距离A1和M声呐测得的距离B1进行比较，若是N声呐和M声呐测得距离相等，这表明移动机器人与墙壁呈现平行的状态。这一过程中，机器人处于一个行走的状态，并且会根据声呐测得的信息，对自身的姿态进行调整。声呐P发出的超声波扫过门的前沿时，采集到的相关信息会出现跳变，在跳变状态下，邻点的数据差会超过距离最小值。这一过程中，就需要对距离“跳变”问题进行解决［4］。

对此，在进行移动机器人定位分析过程中，我们可以设置d1，d2为机器人距离墙壁的距离，d1和d2与A 1和B1属于对应关系。针对于这一问题，距离跳变情况下，存在d2-d1》dmin，基于这种情况，在对移动机器人进行定位时，我们需要对声呐C产生的距离跳变进行解决，假设d1=d2，距离l=tanθ［d+（N+2）-x］+y。同时，距离跳变问题，需要结合超声波镜面反射原理，需要保证C声呐设置角度为40°，并且在进行采样过程中，采样的频率应该控制在50m s一次。

在利用摄像头进行移动机器人定位过程中，可以将摄像头对准门框的边缘，之后对角度进行计算，对移动机器人与门之间的位置关系进行确认，从而实现机器人定位目标。摄像头定位过程中，要注重对角度进行把握，根据小孔成像原理，更好地保证机器人定位目标得以实现。

3　结语

移动机器人路径规划与定位技术应用，是满足移动机器人发展需要的重要技术手段，在进行路径规划和定位过程中，要注重把握传感器和摄像头信息技术的融合，能够保证机器人路径规划和定位具有智能化和自动化的发展特点。同时，路径规划与定位过程中，需要考虑到各自的实际特点，例如摄像头定位过程中需要对角度进行把握，声呐定位以及路径规划时，则需要对距离进行把握。因此，在日后的发展过程中，移动机器人的路径规划与定位技术应用，要注重对算法进行改进，更好地提升设计精度，以满足机器人路径规划和定位的实际需要。

［1］张银玲，牛小梅.蚁群算法在移动机器人路径规划中的仿真研究［J］.计算机仿真，2011，06：231-234.

［2］王殿君.基于改进A～＊算法的室内移动机器人路径规划［J］.清华大学学报（自然科学版），2012，08：1085-1089.

［3］崔瑾娟.移动机器人路径规划技术现状与展望［J］.安阳师范学院学报，2013，02：54-56.

［4］胡选子，董崇杰.基于智能技术的移动机器人路径规划方法概述［J］.中国西部科技，2015，10：105-107.