自主移动机器人路径规划及轨迹跟踪的研究(2)

Ａｂｓｔｒａｃｔ

ａｌｇｏｒｉｔｈｍ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓｍｏｂｉｌｅｒｏｂｏｔ，ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｆｕｓｉｏｎ，ｓｅｌｆ－ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ，ｐａｔｈ

ｐｌａｎｎｉｎｇ，ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｔｒａｃｋｉｎｇＶＩＩ

独创性声明

本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝望盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。

学位论文作者签名：蒋、少主式签字日期：２口汐妒年仁月／／日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解逝姿盘堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝姿盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。

（保密的学位论文在解密后适用本授权书）

学位论文作者签名：莴、少弑

签字日期：上口Ｄｇ年／上月导师签名：Ｔ厅≯前专叱尹／ｆ日签字日咖铲ｐ月ｆ／日

电话：０５９１．２２８６６５８１

邮编：３５０１０８学位论文作者毕业后去向：工作单位：福州大学电气工程与自动化学院通讯地址：福建省福州市福州地区大学新区学园路２号

致谢

致谢

值此论文完成之际，本人由衷地感谢在攻读博士期间所有关心、帮助、支持我的老师、同学和家人们。

师恩难忘，难忘恩师。衷心感谢我的导师蒋静坪教授在整个博士生涯中在学业上对我的指导和帮助，在生活上对我的关心和理解。蒋老师渊博的学识、严谨的治学态度和豁达的人生观对我产生了深刻的影响。在我的博士课题研究过程中，蒋老师给了我不少启发性的建议，开拓了我的思维，同时也为我提供了宽松的科研环境，培养了我独立从事科研的能力。蒋老师高尚的师德师风、谦和的为人处事态度也时刻教育着我，令我受益终身。这篇论文的顺利完成，凝聚着蒋老师的心血，在此，再次向蒋老师表示由衷的感谢！

感谢何衍、丁滢颖、陈宁宁、董炀斌、向馗、杨剑峰、龙晓林、陈家乾、王柱锋、王雷、柳玉甜、林吉良、黄晓硕、李强、于晓明等师兄弟师姐妹这几年来在科研和生活上给予我的关心和帮助。与他们的学术交流让我受益匪浅，在此表示诚挚的谢意！。

感谢１０舍３０３单元的成员祝磊、罗世华、金小军、刘鹏、黎云汉、衷路生、徐欧官、彭珍瑞、李广慧、陈海荣和黄伟，很幸运攻读博士期间能拥有这么好的宿舍氛围，以后我会很怀念和他们一起打球、聊天的日子，祝他们将来事业顺利。

感谢我的岳父、岳母对我的理解和支持，感谢他们在我远离家乡来杭州求学的这几年里，悉心照顾我的家庭和儿子。父母之恩，天高地厚，他们给了我生命，他们无私的爱一直是我求学道路上前进的动力。

最后，我要特别感谢我的妻子潘婉榕，没有她对我的理解、支持和无尽的爱，我不可能完成本文的研究工作，她为支持我的学业做出了巨大的牺牲，这份付出是无以回报的，在此，我要把这本论文送给我的挚爱——潘婉榕。

感谢所有关心和帮助过我的人！

陈少斌２００８年１０月１８日于浙大求是园

第一章绪论

第一章绪论

１．１引言

１９２０年捷克斯洛伐克作家卡雷尔 恰佩克在他的科幻小说《罗萨姆的机器人万能公司》中，根据Ｒｏｂｏｔａ（捷克文，原意为“劳役、苦工”）和Ｒｏｂｏｔｍｋ（波兰文，原意为“工人’，），创造出“机器人”这个词。“机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与入或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器”，这是我国科学家对机器人的定义。

移动机器人是近年来发展起来的一门综合学科，集中了机械、电子、计算机、自动控制以及人工智能等多学科最新研究成果，代表了机电一体化的最高成就【张捍东等２００５］。近年来移动机器人已经成为自动化、计算机和人工智能等领域的研究热点之一［Ｌａｔｌ９９１］。和传统的工业机器人相比，具有自主感知、决策和执行功能的移动机器人具有广阔的应用前景，在国防、工农业生产、抢险等领域中都具备着人类所无法比拟的巨大优势。其成功应用之一是作为自动化生产系统中的物料搬运装置，用以完成机床之间、机床与自动仓库之间的工件传送，以及机床与工具库之间的工具传送。６０年代，美国ＭＩＴ开始研究火星探索用移动机器人，以便在火星上软着陆后进行移动收集数据。海洋开发方面，移动机器人的作用是资源调查、石油矿藏开采、沉船打捞等。军事上，移动机器人用于探测侦察、爆炸物处理等。移动机器人也用在一些具有危险性的操作中，例如核电厂的废料搬运、有毒的化工场地作业等。

我国在“七五”计划中就把机器人列入国家重点科研规划内容，拨巨款在沈阳建立了全国第一个机器人研究示范工程，全面开展了对机器人基础理论与基础元器件的研究。已相继研制出示教再现型的搬运，点焊、弧焊、喷漆，装配等门类齐全的工业机器人及水下作业、军用和特种机器人。目前，示教再现

浙江大学博士学位论文

型机器人技术已基本成熟，并在工厂中推广应用。我国自行生产的机器人喷漆流水线在长春第一汽车厂及东风汽车厂投入运行。１９８６年３月开始的国家８６３高科技发展规划已列入研究、开发智能机器人的内容。就目前来看，我们应从生产和应用的角度出发，结合我国国情，加快生产结构简单、成本低廉的实用型机器人和某些特种机器人。

１．２机器人的发展历史

现代机器人的研究始于２０世纪中期，其技术背景是计算机和自动化的发展，以及原子能的开发利用。根据发展进程，机器人可分为以下三代：

第一代是工业机器人。１９５４年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现，这就是所谓的示教再现型机器人。现有的机器人差不多都采用这种控制方式。１９５９年，美国英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人，取名“尤尼梅逊”，意为“万能自动”。作为机器人产品最早的实用机型（示教再现型）是１９６２年美国ＡＭＦ公司推出的“Ｖｅｒｓｔｒａｎ”和ＵＮＩＭＡＴＩＯＮ公司推出的“Ｕｎｉｍａｔｅ”。这些工业机器人的控制方式与数控机床大致相似，但外形特征迥异，主要由类似人的手和臂组成。这类机器人只能根据事先编好的程序来工作，这时它好像只有干活儿的手，不懂得如何处理外界的信息，很难适应变化的环境。

第二代是带有“感觉”的机器人。传感器的应用提高了机器人的可操作性，人们试着在机器人上安装各种各样的传感器，包括１９６１年恩斯特采用的触觉传感器，托莫维奇和博尼１９６２年在世界上最早的“灵巧手”上用到了压力传感器，而麦卡锡于１９６３年开始在机器人中加入视觉传感系统，并在１９６５年，帮助ＭＩＴ推出了世界上第一个带有视觉传感器，能识别并定位积木的机器人系统。这类机器人对外界环境有一定的感知能力，具有了触觉、视觉、听觉、力觉等功能，能够根据感觉器官（传感 …… 此处隐藏：2539字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……