49、助力视障人士：智能机器人导航技术解析

助力视障人士：智能机器人导航技术解析

在科技飞速发展的今天，机器人技术在各个领域都展现出了巨大的潜力，尤其是在辅助视障人士出行方面。本文将深入探讨一种用于视障人士自主引导的六足机器人HexGuide，详细介绍其路径规划、运动跟踪控制、运动控制以及在复杂环境中的导航等关键技术。

路径规划算法优化

路径规划是机器人导航的基础，HexGuide采用了改进的A 算法，旨在为机器人规划出更安全、高效的路径。以下是具体的操作步骤：
1. 设定搜索起点和终点 ：初始时，搜索起点$T_j$和搜索终点$T_k$分别设为$j = 0$和$k = m$，其中$T_0$为起始点，$T_{m+1}$为终点。
2. 路径搜索与更新 ：如果机器人能够沿$\overrightarrow{T_jT_{j+1}}$方向前进，仅经过0或1个转折点后到达点$T_k$，且最终方向为$\overrightarrow{T_kT_{k+1}}$，途中无碰撞，则采用新路径替代旧路径；否则，变换$j$和$k$的值（$0 \leq j \leq m - 2$，$j + 3 \leq k \leq m$），继续搜索。
3. 路径平滑处理 *：重复上述过程，直到获得新路径。若未找到新路径，则反转起始和结束位置，再次重复上述步骤。最后，使用贝塞尔曲线对剩余的转折点进行平滑处理，以符合机器人的运动学特性。

通过引入势场因素，路径能够更好地避开障碍物，提高了机器人的安全性。同时，贪婪算法进一步优化了路径，显著减少了转折点的数量，使路径更加平滑。

以下是路径规划的流