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学兔兔 第46卷第19期 机 械 工 程 学 报 Vl01．46 NO．19 2O1 0年 1 0月 JOURNAL 0F MECHANICAL ENGINEERING 0ct． 2 0 1 O DoI：1O．3901／JME．2010．19．044 一 种适用于非360。探测机器人的避障导航算法木 赵祚喜 汪 宁2 张智刚 赵汝祺 俞 龙 罗锡文 (1．华南农业大学南方农业机械与装备关键技术省部共建教育部重点实验室 广州 510642； 2．俄克拉荷马州立大学生物系统与农业工程系 止水 74078 美国) 摘要：对自主引导车辆或自主移动机器人来说，在未知环境中能避开障碍而成功到达预定的目的地是一项基本要求。Bug及 其衍生算法是实现机器人在未知环境中避开障碍到达指定目的地的基于传感器的著名导航算法，它们认为机器人是平面上的 一 个点，具有360。障碍检测范围，具有贴着障碍物边缘绕行的能力，对通常的非360。障碍检测范围且具有物理尺寸的机 器人来说，Bug类算法就不能直接应用。提出一种适用于这类机器人的改进的Bug算法，包括结合DistBug算法、VisBug 算法得到较短路径的“相遇点”与 “脱离点”的确定方法，基于按分段直线与速度空间法结合得到圆滑自然路径的绕行障碍 物边缘算法。还提出“虚拟触角”的概念来分析利用传感器数据，机器人依靠多种 “虚拟触角”实现基于传感器的改进Bug 算法。编写出完整的程序实现该算法，并以Pioneer 3-AT室内机器人为对象对改进算法进行验证。结果表明，机器人可以利 用提出的Bug改进算法实现未知环境下定目标点无碰撞导航。 关键词：避障 自动导航 非360。传感器 移动机器人 虚拟触角 中图分类号：TP249 Implementation of Sensor-based Navigation on Mobile Robots Using Non一360。Range Sensor ZHAO Zuoxi WANG Ning2 ZHANG Zhigang ZHAO Ruqi YU Long LUO Xiwen (1．Key Laboratory of Key Technology on Agricultural Machine and Equipment，South China Agricultural University,Guangzhou 5 1 0642； 2．Biosystems and Agricultural Engineering Department，Oklahoma State University,Stillwater 74078，USA) Abstract：A basic requirement for autonomous guided vehicles or indoor autonomous mobile robots is that they should be able to avoid obstacles in unknown environment and successfully arrive at the predetermined destination．Bug and its derivative algorithms are famous sensor-based navigation algorithms which can meet the above—mentioned requirement．They hold that a robot is a point on a plane，having a 360。sensing range，capable of skirting any obstacle．However,Bug algorithms cannot be directly applied to the ordin