導盲機器人自主導航技術(shù)研究.pdf

1、目前，全世界現(xiàn)有視力障礙者的數(shù)量極其龐大且新發(fā)視力障礙者的數(shù)量也在不斷的增加。相較于其他引導設備，能夠結(jié)合多樣感測器并且信息處理性能更加優(yōu)越的移動式機器人更具發(fā)展?jié)摿褪袌銮熬?。然而，現(xiàn)階段的導盲機器人大都只能在特定的環(huán)境或單一的空間中引導視力障礙者，無法適應環(huán)境的轉(zhuǎn)變，缺乏實用性，難以滿足社會需求。
　　為拓寬導盲機器人的適用范圍，使導盲機器人能夠突破空間限制，在多種多樣的環(huán)境中引導視覺障礙者，本文設計了一種導盲機器人自主導航方

2、法。首先，整體規(guī)劃自主導航機制的原理框架；然后，根據(jù) SLAM算法同步進行二維環(huán)境地圖創(chuàng)建和自身定位；接著，采用 A*啟發(fā)式搜索算法在已創(chuàng)建地圖中完成靜態(tài)全局路徑規(guī)劃，并結(jié)合改進的人工勢場法在導盲機器人行進過程中實現(xiàn)動態(tài)避障；之后，在 ROS系統(tǒng)機制中搭建導盲機器人自主導航軟件控制系統(tǒng)，使各性能模塊有序高效地分享數(shù)據(jù)信息，增強控制系統(tǒng)的實時性。分別采用不同的程序語言對 A*算法和人工勢場法進行仿真分析，并在 ROS框架中繪制各功能之間的

3、通訊節(jié)點圖；最后，在三種典型的環(huán)境下進行實驗。結(jié)果表明，與其他導盲方法相比，此方法中導盲機器人不再依賴于其他設備，完全依靠自身實現(xiàn)導航，可以靈活變更使用環(huán)境，突破環(huán)境和空間的限制，適用環(huán)境更廣，導盲精確度更高。在地圖創(chuàng)建過程中的特征估計誤差和自身位置估計誤差，以及在路徑規(guī)劃過程中的軌跡誤差均在小范圍內(nèi)浮動，相對來說，該策略更為貼合視覺障礙患者的真實需求。此外，研究并總結(jié)影響導盲機器人自主導航的不利因素，提出相應措施，為導盲機器人的發(fā)展提