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1042020，56（8）ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用

结合预测和模糊控制的移动机器人路径规划

郭娜，李彩虹，王迪，张宁，刘国名

山东理工大学计算机科学与技术学院，山东淄博255049

摘要：针对移动机器人在复杂未知环境下运行时易出现局部死锁和路径冗余的问题，提出了一种结合预测和模糊

控制的局部路径规划方法，并对规划过程中出现的问题提出了解决策略。将普通避障行为与沿墙走行为融合为一

个模糊控制器，通过内部规则实现行为交替。针对模糊控制方法存在多U型障碍物的死锁问题，提出了累加转角和

的判断方法，帮助机器人逃脱死锁状态。加入陷阱预测机制，使机器人能在一定程度上克服传感器测量范围的局限

性，预测前方是否可行并做出决策，减少冗余路段。设计了基于人工势场法的有限状态机，解决了因障碍物对称而

无法确定方向所产生的路径冗余。在MATLAB平台中进行了仿真测试，验证了所设计方法的可行性和有效性。

关键词：移动机器人；局部路径规划；模糊控制；陷阱预测机制；多U型障碍物；有限状态机

文献标志码：A中图分类号：TP273doi：10.3778/j.issn.1002-8331.1907-0235

郭娜，李彩虹，王迪，等.结合预测和模糊控制的移动机器人路径规划.计算机工程与应用，2020，56（8）：104-109.

GUONa,LICaihong,WANGDi,etal.Pathplanningofmobilerobotbasedonpredictionandfuzzycontrol.Computer

EngineeringandApplications,2020,56（8）：104-109.

PathPlanningofMobileRobotBasedonPredictionandFuzzyControl

GUONa,LICaihong,WANGDi,ZHANGNing,LIUGuoming

SchoolofComputerScienceandTechnology,ShandongUniversityofTechnology,Zibo,Shandong255049,China

Abstract：Aimingattheproblemsoflocaldeadlockandpathredundancyofthemobilerobotsrunninginthecomplex

andunknownenvironments,alocalpathplanningmethodbasedonpredictionandfuzzycontrolisproposed.Thedecision-

makingstrategyisalsogiventosolvetheproblemsthatexistedintheplanningprocess.Firstly,thecommonobstacle

avoidancebehaviorandthewalkingalongthewallbehaviorareintegratedintoafuzzycontroller,andthebehavioralter-

nationarerealizedthroughinternalrules.Secondly,aimingatthedeadlockproblemofmulti-Uobstaclesexistedinfuzzy

controlrules,ajudgmentmethodofcumulativecornersumisproposedtohelptherobotescapefromthedeadlockstate.

Then,thetrappredictionmechanismisaddedtoovercomethelimitationofthesensormeasurementrangetoacertain

extent,andpredictthefeasiblepathinfrontoftherobotformakingdecisionstoreduceredundantsections.Inaddition,a

finitestatemachinebasedonartificialpotentialfieldmethodisdesignedtosolvethepathredunda