一種基于激光測(cè)距的機(jī)器人自主尋路方法
【專利摘要】一種基于激光測(cè)距的機(jī)器人自主尋路方法，涉及機(jī)器人尋路【技術(shù)領(lǐng)域】。本方法所采用的步驟為1)建立以機(jī)器人幾何中心為極點(diǎn)的極坐標(biāo)系；2)根據(jù)機(jī)器人半徑R和安全距離D，將障礙物進(jìn)行膨脹；3)自適應(yīng)的閾值設(shè)定、扇區(qū)劃分和速度調(diào)整。本發(fā)明建立以機(jī)器人中心為極點(diǎn)的極坐標(biāo)系，便于直接使用激光測(cè)距得到的數(shù)據(jù)，避免坐標(biāo)轉(zhuǎn)換造成大量運(yùn)算和數(shù)據(jù)無形丟失。根據(jù)周圍環(huán)境調(diào)整機(jī)器人行駛速度，保證行駛安全。本發(fā)明通過激光測(cè)距感知周圍環(huán)境，在前方通過狹窄時(shí)或前方障礙物較近時(shí)，改變自適應(yīng)閾值，調(diào)整機(jī)器人行駛速度以確保安全。
【專利說明】-種基于激光測(cè)距的機(jī)器人自主尋路方法

【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及一種機(jī)器人的尋路技術(shù)，尤其是一種基于激光測(cè)距引導(dǎo)機(jī)器人在障礙 物空間中尋找可行駛路徑的方法。

【背景技術(shù)】：
[0002] 近些年來，智能車等機(jī)器人成為研究熱點(diǎn)。激光測(cè)距被廣泛應(yīng)用于機(jī)器人路徑規(guī) 劃系統(tǒng)。激光測(cè)距具有很多其他傳感器不可比擬優(yōu)點(diǎn)，精度高，分辨率高，探測(cè)距離遠(yuǎn)，視野 寬廣和穩(wěn)定性好，工作性能不受光照條件影響，具有良好的環(huán)境識(shí)別能力。
[0003]專利"一種基于激光測(cè)距儀的移動(dòng)機(jī)器人避障方法（CN102541057A)"提供一種避 障方法。該方法建立機(jī)器人坐標(biāo)系，W機(jī)器人當(dāng)前位置為圓也，在坐標(biāo)原點(diǎn)模擬激光發(fā)射N 條射線作為機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的候選方向；激光信息分組，在每組中選擇障礙點(diǎn)將障礙點(diǎn)映射到 機(jī)器人坐標(biāo)系中；將機(jī)器人膨化成半徑為R的圓，通過一個(gè)障礙點(diǎn)做圓的兩條切線，通過切 線與X軸的夾角求得機(jī)器人對(duì)于該障礙點(diǎn)可通過的候選方向范圍，得到機(jī)器人可通過的可 行方向；定義代價(jià)函數(shù)評(píng)價(jià)各個(gè)可行方向，W選擇機(jī)器人下一周期運(yùn)動(dòng)的最佳方向；采用 速度控制策略給出機(jī)器人線速度和角速度。
[0004]專利"一種基于最近距離向量場(chǎng)直方圖的避障路徑規(guī)劃方法（CN103455034A)"，提 供一種基于最近距離向量場(chǎng)直方圖的避障路徑規(guī)劃方法，其首先將機(jī)器人當(dāng)前掃描范圍均 分為n個(gè)扇區(qū)，若第k個(gè)扇區(qū)內(nèi)的障礙物距離機(jī)器人中也點(diǎn)的最近距離向量為NDVk，獲取 |NDVk_i-NDVkl與機(jī)器人直徑比較，根據(jù)比較結(jié)果得到機(jī)器人當(dāng)前位置的局部環(huán)境中障礙物 個(gè)數(shù)。接著設(shè)定最小避障闊值n,，若NDVk>n,，則扇區(qū)k的角度范圍為避障區(qū)間，否則為自 由行走區(qū)間。最后確定瞬時(shí)目標(biāo)點(diǎn)的搜索范圍，并在所述搜索范圍中獲取瞬時(shí)目標(biāo)點(diǎn)，機(jī)器 人運(yùn)動(dòng)到達(dá)所述瞬時(shí)目標(biāo)點(diǎn)后，確定新的瞬時(shí)目標(biāo)點(diǎn)并向新的瞬時(shí)目標(biāo)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，直至到達(dá) 終點(diǎn)。
[0005] 上述的兩個(gè)專利中，"一種基于激光測(cè)距儀的移動(dòng)機(jī)器人避障方法 (CN102541057A)"容易忽略一些可行駛方向，在障礙物密集型環(huán)境中甚至可能找不到可行 駛方向，發(fā)生該種現(xiàn)象的原因是存在障礙物的方向即為不可行方向，未考慮距離與速度因 素，通過障礙物點(diǎn)候選方向的交集確定可行駛方向，導(dǎo)致一些可行駛方向被忽略；而專利 "一種基于最近距離向量場(chǎng)直方圖的避障路徑規(guī)劃方法（CN103455034A)"確定目標(biāo)點(diǎn)需依 賴其它傳感器，而且可能會(huì)產(chǎn)生不理想的瞬時(shí)目標(biāo)點(diǎn)，導(dǎo)致無法到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)，其不可能僅依 靠單傳感器完成避障路徑規(guī)劃，激光傳感器無法檢測(cè)障礙物的完整輪廓，對(duì)目標(biāo)點(diǎn)識(shí)別能 力不強(qiáng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了克服已有方法在障礙物密集環(huán)境找不到可行駛方向和可能會(huì)產(chǎn)生不理想瞬 時(shí)目標(biāo)點(diǎn)的問題，本發(fā)明提供一種基于激光測(cè)距的機(jī)器人尋路方法，該方法不僅能通過自 適應(yīng)策略準(zhǔn)確找到可行駛方向，而且根據(jù)機(jī)器人工作環(huán)境可W調(diào)整機(jī)器人行駛速度，避免 在狹窄通道和障礙物距離較近時(shí)發(fā)生碰撞。
[0007] 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0008] 1)建立W機(jī)器人幾何中也為極點(diǎn)的極坐標(biāo)系；2)根據(jù)機(jī)器人半徑R和安全距離 D，將障礙物進(jìn)行膨脹；3)自適應(yīng)的闊值設(shè)定、扇區(qū)劃分和速度調(diào)整。
[0009] 具體技術(shù)方案如下：
[0010] 1)建立W機(jī)器人幾何中也為極點(diǎn)的極坐標(biāo)系，W垂直機(jī)器人航向角向右方向?yàn)? 度，角度按逆時(shí)針順序變大至180度；機(jī)器人瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)空間為從0度到180度范圍內(nèi)，半徑 為激光測(cè)距的最大探測(cè)距離。
[0011] 2)將機(jī)器人瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)空間按一定角度分辨率a劃分為N個(gè)扇區(qū)，除邊緣兩個(gè)扇區(qū) 夕F，其他每個(gè)扇區(qū)大小相同，角度分辨率a與扇區(qū)數(shù)量N的關(guān)系如式（1)所示；為了保證機(jī) 器人瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)空間中有一個(gè)扇區(qū)的中也方向?yàn)闄C(jī)器人航向，每種扇區(qū)劃分策略中，第一個(gè) 扇區(qū)和最后一個(gè)扇區(qū)所覆蓋角度為其他扇區(qū)覆蓋角度的一半，即為a/2。
[001引N=180/a+l (1)
[0013] 3)角度分辨率a在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程中進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整。機(jī)器人移動(dòng)速度v(t)對(duì) 應(yīng)剎停距離S，5 =vWTi+^^，Ti為駕駛員反應(yīng)時(shí)間，y為設(shè)濕滑路面附著系數(shù)，g為重 2.八'呂 力加速度，保證2 ?arctan(a/2) ?S>R，當(dāng)機(jī)器人的速度增大時(shí)，剎停距離S增大，角度分 辨率a要相應(yīng)地減小。
[0014] 4)根據(jù)機(jī)器人半徑R和安全距離D將障礙物進(jìn)行膨脹。將障礙點(diǎn)膨脹為W障礙點(diǎn) 為圓也，半徑為R+D的圓形區(qū)域，障礙點(diǎn)影響范圍為從極點(diǎn)出發(fā)的膨脹圓的兩條切線之間 區(qū)域。對(duì)障礙物膨脹是為了彌補(bǔ)將機(jī)器人視為一個(gè)節(jié)點(diǎn)處理帶來的問題。將機(jī)器人視為一 個(gè)節(jié)點(diǎn)處理，模型簡(jiǎn)單，計(jì)算方便。機(jī)器人若非規(guī)則的，其半徑R按最大半徑處理。
[0015] 5)計(jì)算每個(gè)扇區(qū)的阻值。通過比較一個(gè)扇區(qū)內(nèi)所有障礙物點(diǎn)到機(jī)器人幾何中也的 距離，選擇距離最近的一個(gè)障礙物點(diǎn)。根據(jù)距離最近的一個(gè)障礙物點(diǎn)，計(jì)算該障礙點(diǎn)的阻值 作為所在扇區(qū)的阻值，該扇區(qū)內(nèi)其他障礙物的阻值可忽略，如式（2)所示。nii為扇區(qū)阻值， 尸為扇區(qū)最近障礙點(diǎn)距離的平方，b為一個(gè)常量，其大小由激光測(cè)距探測(cè)范圍L決定，b= L2。
[0016] =b!dr(2) \r(/ )
[0017] 6)根據(jù)機(jī)器人當(dāng)前移動(dòng)速度v(t)對(duì)應(yīng)的剎停距離5 = ',.'(小7；+'：^^，式中，8 2 ?g 為剎車距離，v(t)為當(dāng)前移動(dòng)速度，Ti為駕駛員反應(yīng)時(shí)間，y為設(shè)濕滑路面附著系數(shù)，g為 重力加速度，自適應(yīng)地設(shè)定闊值T，使W判斷可行駛扇區(qū)；自適應(yīng)闊值可W避免找不 到可行駛區(qū)域或與障礙物碰撞的問題，確保機(jī)器人安全行駛。
[001引 7)根據(jù)所有扇區(qū)的情況，在多個(gè)可行駛扇區(qū)集中，選擇最大的可行駛區(qū)域，W其中 也方向作為下一時(shí)刻方向0 (t+l)，t為當(dāng)前時(shí)刻。選擇最大的可行駛區(qū)域是為了保證機(jī)器 人行駛安全和避免行駛到不通的道路。
[0019] 8)根據(jù)闊值T的大小和障礙物分布情況，調(diào)整機(jī)器人行駛速度。在轉(zhuǎn)大角度、可行 區(qū)域比較狹窄和闊值較小時(shí)，降低機(jī)器人速度，如式（3)所示。c為常量，T為當(dāng)前闊值，a為最大可行駛區(qū)域覆蓋角度，v(t+l)下一時(shí)刻機(jī)器人行駛速度，0 (t+n)為t+n時(shí)刻的預(yù) 處理角度方向盤轉(zhuǎn)角，t為當(dāng)前時(shí)刻，t+n為n個(gè)控制周期之后時(shí)刻（n可取1、2、3、4. . .)，n 越大，速度控制越精確，耗時(shí)越大；1?為當(dāng)前方向盤轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)扇區(qū)的阻值；初始速度v(0)= 0。
[0020] v'a + 0 =; r " ' 3)
[0021] 9)扇區(qū)數(shù)量N的取值可W為361、181、121、91、61，對(duì)應(yīng)的3的角度為0.5、1、1.5、 2、3。角度分辨率越小，計(jì)算越精確，計(jì)算量也相應(yīng)增加；角度分辨率越大，計(jì)算越粗略，計(jì)算 量也相應(yīng)減小。
[00過技術(shù)方案比較：
[0023] 1)本發(fā)明是采用的W機(jī)器人中也為極點(diǎn)的極坐標(biāo)；而現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施方案采用笛 卡爾坐標(biāo)，將激光測(cè)距信息轉(zhuǎn)換到笛卡爾坐標(biāo)系下。本發(fā)明可W避免造成數(shù)據(jù)丟失和大量 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換計(jì)算。
[0024] 2)本發(fā)明是采用膨脹障礙物的方法，根據(jù)機(jī)器人半徑R和安全距離D將障礙物進(jìn) 行膨脹；現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施方案是將機(jī)器人膨脹成一個(gè)半徑為R的圓。本發(fā)明通過安全距離D 可W在更大程度上避免碰撞障礙物，將機(jī)器人當(dāng)做一個(gè)點(diǎn)來處理會(huì)更簡(jiǎn)單。
[00巧]3)本發(fā)明的方法根據(jù)障礙物分布情況自適應(yīng)地調(diào)整闊值和扇區(qū)劃分策略，根據(jù)闊 值和方向盤轉(zhuǎn)角自適應(yīng)地調(diào)整機(jī)器人行駛速度；現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施方案沒有涉及自適應(yīng)的闊值 設(shè)定和扇區(qū)劃分，僅提供幾種可能的策略；在速度控制方面，現(xiàn)有技術(shù)方案僅考慮方向盤轉(zhuǎn) 角，未考慮狹窄通道等情況。本發(fā)明的方法自適應(yīng)能力更強(qiáng)，安全性更高，速度控制更合理。
[0026] 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有W下有益效果及優(yōu)點(diǎn)：
[0027] 1)本發(fā)明提出的基于激光測(cè)距的機(jī)器人尋路方法，能夠在位置環(huán)境下準(zhǔn)確地尋找 到可行駛路徑，原理簡(jiǎn)單，算法復(fù)雜度低和實(shí)時(shí)性高。本發(fā)明建立W機(jī)器人中也為極點(diǎn)的極 坐標(biāo)系，便于直接使用激光測(cè)距得到的數(shù)據(jù)，避免坐標(biāo)轉(zhuǎn)換造成大量運(yùn)算和數(shù)據(jù)無形丟失。
[0028] 2)本發(fā)明提出的基于激光測(cè)距的機(jī)器人尋路方法，根據(jù)周圍環(huán)境調(diào)整機(jī)器人行駛 速度，保證行駛安全。本發(fā)明通過激光測(cè)距感知周圍環(huán)境，在前方通過狹窄時(shí)或前方障礙物 較近時(shí)，改變自適應(yīng)闊值，調(diào)整機(jī)器人行駛速度W確保安全。

【專利附圖】

【附圖說明】：
[0029] 圖1是本發(fā)明基于激光測(cè)距的機(jī)器人尋路方法的流程圖。
[0030] 圖2是本發(fā)明方法中一種將機(jī)器人運(yùn)動(dòng)空間劃分成N= 61個(gè)扇區(qū)策略

【具體實(shí)施方式】：
[0031] 結(jié)合附圖W具體實(shí)例對(duì)技術(shù)方案進(jìn)行說明，本發(fā)明是一種基于激光測(cè)距的機(jī)器人 尋路方法，如附圖1所示，本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0032] 10)建立W機(jī)器人幾何中也為極點(diǎn)的極坐標(biāo)系，W垂直機(jī)器人航向角向右方向?yàn)?0度，角度按逆時(shí)針順序變大至180度；機(jī)器人瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)空間為從0度到180度范圍內(nèi)，半 徑為激光測(cè)距的最大探測(cè)距離。
[0033] 11)將機(jī)器人瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)空間按一定角度分辨率a= 3°劃分為N= 61個(gè)扇區(qū)，除邊 緣兩個(gè)扇區(qū)外，其他每個(gè)扇區(qū)大小相同，角度分辨率a與扇區(qū)數(shù)量N的關(guān)系如式（1)所示； 為了保證機(jī)器人瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)空間中有一個(gè)扇區(qū)的中也方向?yàn)闄C(jī)器人航向，每種扇區(qū)劃分策略 中，第一個(gè)扇區(qū)和最后一個(gè)扇區(qū)所覆蓋角度為其他扇區(qū)覆蓋角度的一半，即為a/2。
[0034] N= 180/a+l (1)
[00巧]12)角度分辨率a在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程中進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整。機(jī)器人移動(dòng)速度v(t)對(duì) 應(yīng)剎停距離S，5 =vW'ri+^^，Ti為駕駛員反應(yīng)時(shí)間，y為設(shè)濕滑路面附著系數(shù)，g為重 ?復(fù) 力加速度，保證2 ?arctan(a/2) ?S>R，當(dāng)機(jī)器人的速度增大時(shí)，剎停距離S增大，角度分 辨率a要相應(yīng)地減小。
[0036] 13)根據(jù)機(jī)器人半徑R和安全距離D將障礙物進(jìn)行膨脹。將障礙點(diǎn)膨脹為W障礙 點(diǎn)為圓也，半徑為R+D的圓形區(qū)域，障礙點(diǎn)影響范圍為從極點(diǎn)出發(fā)的膨脹圓的兩條切線之 間區(qū)域。對(duì)障礙物膨脹是為了彌補(bǔ)將機(jī)器人視為一個(gè)節(jié)點(diǎn)處理帶來的問題。將機(jī)器人視為 一個(gè)節(jié)點(diǎn)處理，模型簡(jiǎn)單，計(jì)算方便。機(jī)器人若非規(guī)則的，其半徑R按最大半徑處理。
[0037] 14)計(jì)算每個(gè)扇區(qū)的阻值。通過比較一個(gè)扇區(qū)內(nèi)所有障礙物點(diǎn)到機(jī)器人幾何中也 的距離，選擇距離最近的一個(gè)障礙物點(diǎn)。根據(jù)距離最近的一個(gè)障礙物點(diǎn)，計(jì)算該障礙點(diǎn)的阻 值作為所在扇區(qū)的阻值，該扇區(qū)內(nèi)其他障礙物的阻值可忽略，如式（2)所示。叫為扇區(qū)阻值， 聲為扇區(qū)最近障礙點(diǎn)距離的平方，b為一個(gè)常量，其大小由激光測(cè)距探測(cè)范圍L決定，b= L2。
[0038] =b/df(2.)
[003引巧）根據(jù)機(jī)器人當(dāng)前移動(dòng)速度v(t)對(duì)應(yīng)的剎停距離s= 自適應(yīng)地設(shè) 2'片'呂 定闊值T，使W判斷可行駛扇區(qū)。自適應(yīng)闊值可W避免找不到可行駛區(qū)域或與障礙 物碰撞的問題，確保機(jī)器人安全行駛。
[0040] 16)根據(jù)所有扇區(qū)的情況，在多個(gè)可行駛扇區(qū)集中，選擇最大的可行駛區(qū)域，W其 中也方向作為下一時(shí)刻方向0 (t+l)，t為當(dāng)前時(shí)刻。選擇最大的可行駛區(qū)域是為了保證機(jī) 器人行駛安全和避免行駛到不通的道路。
[0041] 17)根據(jù)闊值T的大小和障礙物分布情況，調(diào)整機(jī)器人行駛速度。在轉(zhuǎn)大角度、可 行區(qū)域比較狹窄和闊值較小時(shí)，降低機(jī)器人速度，如式（3)所示。C為常量，T為當(dāng)前闊值， a為最大可行駛區(qū)域覆蓋角度，v(t+l)下一時(shí)刻機(jī)器人行駛速度，0 (t+n)為t+n時(shí)刻的預(yù) 處理角度方向盤轉(zhuǎn)角，t為當(dāng)前時(shí)刻，t+n為n個(gè)控制周期之后時(shí)刻（n可取1、2、3、4. . .)，n 越大，速度控制越精確，耗時(shí)越大；1?為當(dāng)前方向盤轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)扇區(qū)的阻值；初始速度v(0)= 0。
[0042] (3)
[0043] 18)扇區(qū)數(shù)量N的取值可W為361、181、121、91、61，對(duì)應(yīng)的3的角度為0.5、1、1.5、 2、3。角度分辨率越小，計(jì)算越精確，計(jì)算量也相應(yīng)增加；角度分辨率越大，計(jì)算越粗略，計(jì)算 量也相應(yīng)減小。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于激光測(cè)距的機(jī)器人自主尋路方法，其特征在于： 其采用如下技術(shù)方案： 1)建立以機(jī)器人幾何中心為極點(diǎn)的極坐標(biāo)系；2)根據(jù)機(jī)器人半徑R和安全距離D，將 障礙物進(jìn)行膨脹；3)自適應(yīng)的閾值設(shè)定、扇區(qū)劃分和速度調(diào)整。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于激光測(cè)距的機(jī)器人自主尋路方法，其特征在于：具 體技術(shù)方案如下： 1) 建立以機(jī)器人幾何中心為極點(diǎn)的極坐標(biāo)系，以垂直機(jī)器人航向角向右方向?yàn)椹柖龋?角度按逆時(shí)針順序變大至180度；機(jī)器人瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)空間為從O度到180度范圍內(nèi)，半徑為激 光測(cè)距的最大探測(cè)距離； 2) 將機(jī)器人瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)空間按一定角度分辨率a劃分為N個(gè)扇區(qū)，除邊緣兩個(gè)扇區(qū)外，其 他每個(gè)扇區(qū)大小相同，角度分辨率a與扇區(qū)數(shù)量N的關(guān)系如式（1)所示；為了保證機(jī)器人瞬 時(shí)運(yùn)動(dòng)空間中有一個(gè)扇區(qū)的中心方向?yàn)闄C(jī)器人航向，每種扇區(qū)劃分策略中，第一個(gè)扇區(qū)和 最后一個(gè)扇區(qū)所覆蓋角度為其他扇區(qū)覆蓋角度的一半，即為a/2 ; N = 180/a+l (I) 3) 角度分辨率a在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程中進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整；機(jī)器人移動(dòng)速度v(t)對(duì)應(yīng)剎 停距離S，？ = v(〇T1+^^，T1為駕駛員反應(yīng)時(shí)間，μ為設(shè)濕滑路面附著系數(shù)，g為重力加速 度，保證2 · arctan (a/2) · S>R，當(dāng)機(jī)器人的速度增大時(shí)，剎停距離S增大，角度分辨率a要 相應(yīng)地減??； 4) 根據(jù)機(jī)器人半徑R和安全距離D將障礙物進(jìn)行膨脹；將障礙點(diǎn)膨脹為以障礙點(diǎn)為圓 心，半徑為R+D的圓形區(qū)域，障礙點(diǎn)影響范圍為從極點(diǎn)出發(fā)的膨脹圓的兩條切線之間區(qū)域； 對(duì)障礙物膨脹是為了彌補(bǔ)將機(jī)器人視為一個(gè)節(jié)點(diǎn)處理帶來的問題；將機(jī)器人視為一個(gè)節(jié)點(diǎn) 處理，模型簡(jiǎn)單，計(jì)算方便；機(jī)器人若非規(guī)則的，其半徑R按最大半徑處理； 5) 計(jì)算每個(gè)扇區(qū)的阻值；通過比較一個(gè)扇區(qū)內(nèi)所有障礙物點(diǎn)到機(jī)器人幾何中心的距 離，選擇距離最近的一個(gè)障礙物點(diǎn)；根據(jù)距離最近的一個(gè)障礙物點(diǎn)，計(jì)算該障礙點(diǎn)的阻值作 為所在扇區(qū)的阻值，該扇區(qū)內(nèi)其他障礙物的阻值可忽略，如式（2)所示 ；mi為扇區(qū)阻值，f 為扇區(qū)最近障礙點(diǎn)距離的平方，b為一個(gè)常量，其大小由激光測(cè)距探測(cè)范圍L決定，b = L2 ; M1 =b/?/r (2) 6) 根據(jù)機(jī)器人當(dāng)前移動(dòng)速度v(t)對(duì)應(yīng)的剎停距離S = 式中，S為剎 1, μ-g 車距離，V(t)為當(dāng)前移動(dòng)速度，T1為駕駛員反應(yīng)時(shí)間，μ為設(shè)濕滑路面附著系數(shù)，g為重力 加速度，自適應(yīng)地設(shè)定閾值τ，使？以判斷可行駛扇區(qū)；自適應(yīng)閾值可以避免找不到可 Λ * 行駛區(qū)域或與障礙物碰撞的問題，確保機(jī)器人安全行駛； 7) 根據(jù)所有扇區(qū)的情況，在多個(gè)可行駛扇區(qū)集中，選擇最大的可行駛區(qū)域，以其中心方 向作為下一時(shí)刻方向Θ (t+l)，t為當(dāng)前時(shí)刻；選擇最大的可行駛區(qū)域是為了保證機(jī)器人行 駛安全和避免行駛到不通的道路； 8) 根據(jù)閾值T的大小和障礙物分布情況，調(diào)整機(jī)器人行駛速度；在轉(zhuǎn)大角度、可行區(qū)域 比較狹窄和閾值較小時(shí)，降低機(jī)器人速度，如式（3)所示；c為常量，T為當(dāng)前閾值，α為最 大可行駛區(qū)域覆蓋角度，v(t+l)下一時(shí)刻機(jī)器人行駛速度，Θ (t+n)為t+n時(shí)刻的預(yù)處理角 度方向盤轉(zhuǎn)角，t為當(dāng)前時(shí)刻，t+n為η個(gè)控制周期之后時(shí)刻（η可取1、2、3、4. . .)，η越大， 速度控制越精確，耗時(shí)越大；Hli為當(dāng)前方向盤轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)扇區(qū)的阻值；初始速度V(O) = O ;
9)扇區(qū)數(shù)量N的取值可以為361、181、121、91、61，對(duì)應(yīng)的&的角度為0.5、1、1.5、2、3; 角度分辨率越小，計(jì)算越精確，計(jì)算量也相應(yīng)增加；角度分辨率越大，計(jì)算越粗略，計(jì)算量也 相應(yīng)減小。
【文檔編號(hào)】G05D1/02GK104375505SQ201410525129
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月8日
【發(fā)明者】杜煜, 閆應(yīng)偉, 楊青, 潘峰 申請(qǐng)人:北京聯(lián)合大學(xué)