移动机器人动态避障算法

山东大学学报(工学版)

移动机器人动态避障算法

李彩虹^1,2，　李贻斌¹，范晨¹

1. 山东大学控制科学与工程学院，山东济南250061；2. 山东理工大学计算机科学与技术学院，山东淄博255049

收稿日期:2007-07-21 修回日期:1900-01-01 出版日期:2007-10-24 发布日期:2007-10-24
通讯作者: 李彩虹

Dynamic obstacle avoidance Algorithm for the mobile robot

LI Cai-hong^1，2;LI Yi-bin¹;FAN Chen¹

1. School of Control Science and Engineering，Shandong University；2. School of Computer Science and Technology，Shandong University of Technoloy，Zibo 255049，China

Received:2007-07-21 Revised:1900-01-01 Online:2007-10-24 Published:2007-10-24
Contact: LI Cai-hong

摘要/Abstract

摘要： 把滚动规划和径向基函数神经网络（RBFNN）预测相结合，提出一种动态不确定环境下移动机器人局部路径规划过程中，针对动态障碍物的新的混合避障算法.利用摄像镜头采集动态障碍物的移动轨迹，提取形心序列，利用RBFNN建立预测模型.在移动机器人实时规划时，根据当前位置在超声波传感器的扫描范围内建立滚动窗口.当检测到动态障碍物进入滚动窗口以后，才开始进行预测计算.根据动态障碍物相邻时刻的三个时间序列值，来预测障碍物下一时刻的运动轨迹，从而把动态障碍物的避障问题转化为瞬时静态障碍物的避障问题，实现实时规划.这种算法能够提高动态避障的安全性和规划的实时性.仿真结果证明了算法是可行、高效的.

关键词: 动态避障, 滚动规划, RBFNN, 预测

Abstract: A new hybrid algorithm of dynamic obstacle avoidance was introduced for local path planning under an uncertainty environment. It is a combination of the rolling planning and RBF neural network (RBFNN) forecast. The moving trajectory of the dynamic obstacle was illustrated by using a camera lens, and a heart-shaped sequence was acquired from the samples. The RBFNN prediction model was built based on these data. A dynamic rolling window within the scope of the scanning ultrasonic sensor was established according to current location when the mobile robot was in real-time planning. Forecast computation was started when a rolling window into the dynamic obstacle was detected. The next moving location of the obstacle was predicted based on the three adjacent values of time sequence. Thus the dynamic obstacle avoidance issue converts into instantaneous static once and the real-time planning was reallized. This method can improve dynamic obstacle avoidance and the safety of real-time planning. Simulation results show that the method is feasible and efficient.

Key words: dynamic obstacle avoidance, dynamic rolling planning, RBFNN, forecast

中图分类号:

TP242.6

李彩虹,李贻斌,范晨 . 移动机器人动态避障算法[J]. 山东大学学报(工学版), 2007, 37(5): 60-64 .

LI Cai-hong,LI Yi-bin,FAN Chen . Dynamic obstacle avoidance Algorithm for the mobile robot[J]. JOURNAL OF SHANDONG UNIVERSITY (ENGINEERING SCIENCE), 2007, 37(5): 60-64 .

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