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《工业控制计算机｝２００６年１９卷第３期１５

基于模糊逻辑控制与人机交互的移动机器人避障系统

ＭｏｂｉｌｅＲｏｂｏｔＡＶＯｉｄｉｎｇ—ＯｂＳｔａｃＩｅＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄ

ｏｎＦｕｚｚｙＬｏｇｉｃＣｏｎｔｒｏｌａｎｄＨｕｍａｎ－ｍａｃｈｉｎｅＩｎｔｅｒｆａｃｅ

韩洁琼曾碧（广东工业大学计算机学院智能工程研究所，广东广州５１００９０）

摘要

主要采用模糊逻辑控制的方法，使用十六位单片机ＳＰＣＥＯ６１Ａ的语音输入功能，构成一个人机交互系统．并使二者结合

起来应用于移动机器人导航过程中，较好地搭建了一个基于人机监督指导的移动机器人智能避障系统、完成避障和路径规

划任务，可以克服基于多传感器的机器人避障技术方面存在的不足之处，具有较好的工程实用价值。

关键词：人机交互，模糊逻辑控制，机器人，避障，路径规划

Ａｂｓｔｒａｃｔ

ＴｈｉｓｐａｐｅｒｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆｔｈｅｆｕｚｚｙｌｏｇｉｃｃｏｎｔｒｏｌＯｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｎｄｓｈｏｗｓｔｈｅａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｉｎ

ｔｈｅｍｏｂｉｌｅｒｏｂｏｔｎａｖｉｇａｔｉｏｎ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｗｏｆｏｌｌｏｗｉｎｇｆａｃｅｔｓ：ａｖｏｉｄｉｎｇ－ｍｏｖｉｎｇ－ｏｂｓｔａｃｌｅａｎｄａｖｏｉｄｉｎｇ—ｓｔａｔｉｃ—ｏｂｓｔａｃｌｅ．Ｂｙｔｈｅｗａｙ．

ｔｈｉｓｗａｙｃａｎａｖｏｉｄｔｈｅｄｒａｗｂａｃｋｓｏｆｍｕｌｔｉｐｌｅｌａｓｅｒｓｉｎｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｅｒｇｉｎｇ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｕｍａｎｍａｃｈｉｎｅｉｎｔｅｒｆａｃｅ．ｆｕｚｚｙｌｏｇｉｃｃｏｎｔｒｏ１．ｍｏｂｉｌｅｒｏｂｏｔｎａｖｉｇａｔｉｏｎａｖｏｉｄｉｎｇ—ｏｂｓｔａｃｌｅ．ｐａｔｈｐｌａｎｎｉｎｇ

在移动机器人的实际工作环境中，可能存在突见障碍物或２避障与导航策略

以任何速度和方向随机运动的移动障碍物，这将影响机器人导图２给出了避障规划的一个导航周期的汁箅框图。

航的准确性。由于从传感器中所获得的数据存在一定的冗余、误

差以及不准确性，从而造成了机器人在避障性能方面的不稳定。

为了克服以上不足之处，本论文将模糊逻辑控制与人机交互引

入规划算法，以提高移动机器人对于随时间变化的动态未知环

境的适应能力，以达到快速、准确的导航目的。

１人机交互的硬件实现

在本系统中，硬件资源方面采用了凌阳１６位单片机

ＳＰＣＥ０６１Ａ，它不但具有微控制器的功能，还具有ＤＳＰ运算功

能，可以用来进行数字语音（音乐）信号处理，根据此特点，我们

可以将其应用于本导航系统中，形成一款语音遥控器，可以用来

进行语音识别、录音等的语音信号的输入，人机交互系统硬件的

结构框图，如图１所示。操作人员就可以通过视觉观察首先判断

障碍物的类型，通过按键选择相应的功能模块；接着将观察所得

的近似距离值通过迈克风进行语音输入，然后根据输入值进行

查找控制表操作，并最终产生最后的控制输出，控制移动机器人

的避障和路径规划过程。

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图２避障规划的一个导航周期的计算框图