未知環境中移動機器人導航控制研究的若干問題分析

高玉祥+韓佳璇+尚中央

摘 要：隨著科學技術的不斷進步，導航系統得到了人們的廣泛關注。從本質上來說，它是以“移動機器人”為雛形，以數據采集為主要方法，以信號傳遞為最終目的智能化支持方式。研究者以機器人學說為理論基點，從動態控制內部進行整合，實現信息的共享與內容的交流，為高端技術的創建提供了條件。因此，本文從移動機器人導航的理論基礎出發，對導航控制的有效方法進行研究。

關鍵詞：移動機器人；導航控制；問題研究

從研發空間上來講，導航系統是以智能機器人的動作設定為基礎，通過光纖傳感器的協調對周圍環境進行感應、對自身狀態進行調整的目標確立過程。它的研發為國家空間資源規劃形式創造了有利條件，并實現了宇宙太空的自動化探測，在表面導航的條件下延伸實際范圍。

1 移動機器人導航系統的理論分析

1.1 移動機器人的導航方式

與傳統的導航技術不同，移動機器人的導航方式分為以下幾個方面：第一，磁導航。它是由美國的科技學專家研發，在移動機器人的電纜路徑中增加集合線圈，以交叉的方式進行線路分配。數字感應器會以電流的流動方向與容量作為整體控制方向，對不同頻率的磁體進行優化，實現發射裝置的預設和分析。但總體來說，這種導航方式并不常用，它的安裝條件非常嚴格，成本也相對較高。第二，慣性導航。系統會為機器人設計一定的方向，并根據反應器中的反射弧長和速度計量器來確定具體的走向。如果速度計量器的核心頻率增加，機器人的相對化指令也會提升。它會以當前的位置為起始點，在數值累加的前提下設定下一目標。第三，視覺導航。視覺導航的應用性較廣。研究人員首先要利用機器人的局部區域安裝數字化感應器，它不僅能夠以周圍環境作為“基準點”，進行信息的調整和配送，還可以將分析結果以數字的形式傳輸到信道之中。用戶終端會對不同的數字標識進行解譯，并將形成的曲線裝換為圖像，實現信號探測范圍的擴大。

1.2 路徑規劃

基于導航地圖的全局與具體路徑，移動機器人能夠在離線的狀態下接受到當前信號，并將內容傳送到用戶終端，實現目的地的有序規劃。首先，現代化的路徑規劃方式是基于動力學理論所研發的環境分析法。系統能夠根據力的投入方向與約束集合進行性能設計。但在設計的初期，許多理論學家發現大部分機器人都只能夠按照規劃好的路徑行走，不能夠做到具體問題具體分析。為了解決上述問題，我們做出了相對完善的“微分平坦系統”。機器人在接收指令之前會根據目標狀態對初始情況進行設定，將路徑用數字的形式顯示出來，從函數的曲線中得出參考依據。

2 移動機器人控制及導航系統

2.1 基于運動學的軌跡跟蹤控制

移動機器人是導航系統的基本載體，而導航而是移動機器人的表現形式。它的設計主要體現在“導航”二字上。系統能夠對當前環境進行感應，以線性特征為核心，做出相應的反響。現代化的導航系統構造相對復雜，內部結構具有協調性，而不是以單一的形式獨立存在。首先，在系統平面中有兩個測試點，動力調配中心會在內部形成一個模糊的邏輯，通過障礙物的設定將整體的回路聯系起來。一般情況下，系統會每隔2秒形成一個新的目標點，并將其看作是傳感目標，當通信協議形成后，系統就會根據相關的操作標準來執行，并以“掃除障礙物”為重點，擴大路徑的協調范圍。其次，運動學的軌跡跟蹤方法優勢體現在它能夠對簡單的線路做出線性規劃，通過紅外感應終端進行內容分析，以機器人的中間距離為平衡口，將左右兩側作為離散方向，以神經的觸動節點為分布端口，實現系統的靈活性反應。最后，系統內置部分具有數據采集和分析的作用。它可以沿著電流的發展路徑進行任務分配，當內部存儲量達到一定數值時，數據采集的功能會開啟，并以光電結構的編碼方式為主，對整體方向進行逐一識別。

2.2 移動機器人的避障和自動導航

移動機器人的避障和自動導航也是智能化設備的兩大重要部分。假定在環境良好的條件下，導航中的地圖信息與問題識別狀況都是未知的，甚至系統不能夠確定局部區域是否存在對稱性。基于以上現象，系統能夠開啟激光雷達功能，根據數據的排列方式假定出一個虛擬的環境，并在不同方向予以試探。每觸碰到一個障礙物，系統都會沿著原路徑返回，并將此種情況否定。同時，對下屬的子目標進行優化，不斷切換搜索的相應范圍，根據攝像頭中自帶的感應器進行滾動式循環，并將人工受力的方向作為著重分析點。如果某一特定區域都機器人產生了“吸引力”，則說明運動的過程是正確并具體的。從自動導航的角度來講，主要從順序性的規范方式入手，在自帶的場景預測傳感中心進行子目標設定，沿著更新窗口進行滾動，并在計算的整體數值上對結果進行反饋，實現自動化導航的目的。

2.3 室內環境下移動機器人的導航應用

現代化的導航方式不僅局限在某一區域，它能夠實現全面化覆蓋，并在室內產生相對性影響。首先，系統根據真實的計算結果搭建管理平臺，利用內部的無限太網結構實現信號的傳遞與任務的接收。無線路由器可以對特定的區域進行選擇，并通過無限顯卡與機器人進行聯系。系統具有實時通信的功能，可以按照監控室中所形成的指令進行具體實施。為了驗證這種方法的可靠性。我們可以將移動機器人放在一個封閉的空間內，在走廊的兩端各設置一個空紙箱。結果表明：雖然它是在未知的環境下，但可以在一定距離中設置行走角度，并根據系統內部所提供的運行參數自動的避開障礙物，實現距離的移動，達到其所設置的實際地點。

3 結語

綜上所述，本文主要從兩方面入手。首先，分析了移動機器人的導航控制理論。接著，對機器人的控制與實際導航方式進行研究。從而得出：在對移動機器人的導航系統進行分析時，應該將結構設定、虛擬環境模擬、路徑規劃等內容融合到一起，通過尋找其中的聯系與問題互交找出實際答案，為我國科學技術的發展奠定良好基礎。

參考文獻

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