基于改进人工势场的路径规划导航系统

摘要

本实用新型涉及一种基于改进人工势场的路径规划导航系统，包括路径探测机构、惯性导航机构、人工势场信息采集装置、扰动势场装置、障碍物填充装置和机器人执行机构，所述的路径探测机构用于通过超声波探测障碍物信息和周围环境信息，对救灾机器人的行走路径进行初步规划，所述的惯性导航机构用于获取机器人位置信息，所述的人工势场信息采集装置、扰动势场装置和障碍物填充装置用于帮助机器人逃离局部极小点，本实用新型将障碍物填充和扰动势场相结合，可以很好地帮助井下救灾机器人逃离局部极小点，重新规划路径，避免再次陷入其他局部极小点，成功完成救灾救险任务，可靠性高。

主权项

一种基于改进人工势场的路径规划导航系统，其特征在于，所述的路径规划导航系统包括路径探测机构、惯性导航机构、人工势场信息采集装置、扰动势场装置、障碍物填充装置和机器人执行机构；所述的路径探测机构包括超声波检测单元和视觉导航单元，所述的超声波检测单元包括超声波发射传感器和超声波接收传感器，所述的视觉导航单元包括CCD摄像机，所述超声波发射传感器和超声波接收传感器用于通过超声波探测障碍物信息，所述的CCD摄像机用于检测周围环境信息，所述的路径探测机构根据障碍物信息和周围环境信息，对救灾机器人的行走路径进行初步规划；所述的惯性导航机构包括加速度计和光纤陀螺仪，所述的加速度计用于测量救灾机器人的线加速度，获取救灾机器人的位置速度信息，所述的光纤陀螺仪用于测量救灾机器人的角加速度，获取救灾机器人的姿态信息；所述的人工势场信息采集装置的输出端连接扰动势场装置，所述的人工势场信息采集装置用于对救灾机器人进行局部定位，并将救灾机器人陷入凹形障碍物的局部极小点信息发送给扰动势场装置；所述扰动势场装置的输出端连接障碍物填充装置，所述的扰动势场装置用于在接收到救灾机器人陷入局部极小点信息后启动，帮助救灾机器人摆脱局部极小点，并发送信息给障碍物填充装置；所述障碍物填充装置的输出端连接机器人执行机构，所述的障碍物填充装置用于在接收到救灾机器人摆动局部极小点的信息后启动，对凹形障碍物进行填充；所述的机器人执行机构，用于根据接收到的障碍物信息和环境信息，控制就在机器人按照规划路径向目标点前行。