2015 机器人技术 第5讲 路径规划和避障.pdf

第五讲 路径规划与避障 熊蓉 控制系智能系统与控制研究所 参考书目 •  Roland Siegwart and Illah R. Nourbakhsh. Introducon to Autonomous Mobile Robots. The MIT Press, 2004. 自主移动的三个关键问题 •  Where am I ? (在哪里?) 自定位 环 •  Where am I going ? (到哪里?) 目标规划 境 地 •  How do I get there ? (怎么去?) 导航规划 图 ? 地图表示 未知环境地图构建 自主移动必须具备的四要素 •  环境模型/地图（预先已知或者自主构建） •  感知和分析环境 •  确定自己在环境中的位置 •  规划并执行移动 自主移动的一般软件体系结构 知识、数据库 任务指令 位置 ⾃定位 全局地图 ⺫标规划 地图构建 导航规划 局部观测/地图 参考点运动轨迹 感 控 制 知 信息处理 运动控制 测量数据 驱动指令 感知 执⾏ 环境 导航规划 •  导航规划：在给定环境的全局或局部知识以一个 或者一系列目标位置的条件下，使机器人能够根据 知识和传感器感知信息高效可靠地到达目标位置 •  导航方式： 路径导航 自主导航 路径导航 •  在路径上连续敷设电缆、反射条带等引导标记， 或采⽤电波、光等连续引导信号，或设置磁铁、 路标等断续的引导标记 •  优点：简单 •  缺点 –  将机器⼈的移动⾃由度限制在⼀维 –  降低了机器⼈环境适应的能⼒ –  预设路标定⽆法适应灵活多变的作业要求 –  给机器⼈的应⽤增加了额外的硬件开销 7 自主导航的主要问题 •  路径规划：根据所给定的地图和目标位置，规划一条使