28、自主移动地面机器人的光电导航系统

自主移动地面机器人的光电导航系统

在自主移动地面机器人的导航领域，存在多种不同的算法和方法，这些方法可以大致分为基于分解的方法和感知式方法。下面将详细介绍这些方法及其特点。

1. 基于分解的方法

1.1 细胞分解法

细胞分解法是将感兴趣的区域初步划分为不重叠的网格，这些网格被称为细胞。通过连通图来跟踪移动机器人（MR）在细胞间的转移，以实现最终目标。在路径规划过程中，没有障碍物的细胞被视为从起始坐标到目标位置的安全路径。含有障碍物的细胞会被依次分割成两个新细胞，以形成一个新的空细胞。空细胞会自动添加到可用细胞序列中，从而形成从起始坐标到目标位置的安全最优路径。在这种方法中，起始位置由起始细胞表示，目标位置由目标（结束）细胞表示。经过验证的空细胞序列，结合其在扇区结构内的位置，代表了所需的路径。细胞分解法可分为精确和自适应两类。通常，在细胞分解过程中，细胞没有特定的大小和形状。

1.2 人工势场（APF）法

在人工势场法中，目标点和障碍物被视为带正/负电荷的表面。在移动机器人上也会创建具有相应符号的虚拟总势能及其成比例的虚拟力，这样机器人就会在虚拟力的作用下被目标吸引并被障碍物排斥。为了避免障碍物并实现轨迹的最终目标，移动机器人必须遵循负梯度。在这种经典方法中，可以应用调和函数来避免局部最小值的问题和条件，以及解决机器人导航的动态特性和静电学定律的多种变化。

1.3 路线图法（RM）

路线图法也被称为高速公路方法。该方法假设从一个点移动到另一个点时要经过自由空间。在这种情况下，移动轨迹由一组一维波表示。利用这样一组曲线构建路线图。计算机随后会从一组均匀路径中搜索理想位置，使用各种博弈节点为移