论文总字数：30233字

摘 要

随着计算机技术、自动化控制技术和传感器技术等其它相关技术的发展，对于机器人的研究已经成为人工智能研究的重点。其中，自主避障是智能机器人研究领域中的关键问题之一，也是当今智能机器人研究的热点。根据课题的需求，本文以餐服机器人为研究对象，对餐服机器人的自主避障进行了研究，主要深入研究了人工势场法。针对这种算法存在的问题，提出了相应的改进方法。同时，还研究了基于机器人运动规律的实际的机器人避障规划。

论文主体部分包括以下几部分：

1. 本文先简要介绍了现有的避障算法，再确定人工势场法为研究重点。介绍了经典的人工势场法，如斥力、引力等函数的设定，然后讨论了人工势场法存在的问题，如人工势场法中的目标不可达问题和局部极小值问题。
2. 本文先在基于传统的人工势场法的基础上得到一条理想的餐服机器人避障路线，再介绍了机器人的运动规律，并基于这规律改进算法，从而得到一条实际的避障路线。在最后，针对人工势场法中的目标不可达问题采取了重新设置斥力势场函数的改进方法，并有效地解决了此问题。

关键词：餐服机器人 避障 人工势场法

Design and Implementation of Obstacle Avoidance Control Algorithm on Meal Service Robot

Abstract

With the development of computer technology, automatic control technology and sensor technology and other related technologies, mobile robot research has become the focus of research in artificial intelligence. Among the research of intelligent mobile robot research, path planning of obstacle avoidance is one of the key issues and has become one of the hot spots of today’s mobile robotics. According to the needs of the subject, meal service robot is treated as research object, obstacle avoidance automatically of meal service robot are studied, this paper mainly study the artificial potential field. Aiming at the existing problem of the algorithm, the corresponding improvement methods are put forward. At the same time, practical robot obstacle avoidance based on the law of motion of the robot is also studied.

The main parts of the paper include the following sections:

1. .This paper briefly describes the current obstacle avoidance algorithms, and then the artificial potential field is treated as the way of the research. This paper introduce the classic artificial potential field, such as attraction function, repulsion function and other functions, and then this paper discuss the existing problem of the algorithm, such as the problem of target inaccessible and local minimum problem in this algorithm
2. .This paper get an ideal obstacle avoidance route of meal service robot based on traditional artificial potential field , and then this paper introduces the law of motion of the robot, and improve the algorithm based on this law to obtain a real obstacle avoidance route. In the end, by resetting repulsion function to solve the problem of target inaccessible in this algorithm, and finally solving this problem effectively .

Key Words: meal service robot; obstacle avoidance; artificial potential field

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2研究目的及意义 2

1.3 国内外研究现状 3

1.3.1国外智能机器人的发展叙述 3

1.3.2国内移动机器人发展概况 4

1.4机器人避障算法综述 4

1.5 论文研究的主要内容 6

第二章 人工势场法 7

2.1 引言 7

2.2 经典人工势场法原理 7

2.2.1引力场函数 8

2.2.2 斥力场函数 8

2.2.3 全局势场函数的生成 10

2.3 经典人工势场法存在的问题 11

2.4本章小结 14

第三章 基于人工势场法的餐服机器人避障研究 15

3.1 引言 15

3.2 理想的餐服机器人避障 15

3.3实际的餐服机器人避障 17

3.3.1无障碍物时餐服机器人的路线 18

3.3.2遇到障碍物时机器人的避障路线 18

3.4目标点不可达问题的解决 20

3.5本章小结 23

第四章 基于人工势场算法的餐服机器人避障仿真实现 24

4.1引言 24

4.2理想的餐服机器人避障路线 24

4.3实际的餐服机器人避障路线 24

4.4解决目标不可达问题的仿真实验 26

第五章 总结与展望 30

参考文献 31

附 录 33

理想的机器人避障主程序 33

角度的计算 34

引力的计算 34

请支付后下载全文，论文总字数：30233字