差速轮式移动机器人的导航算法研究及仿真实验-AGV吧

0 引言

轮式移动机器人主要有4种结构形式被广泛的熟知，即前轮驱动并可转向移动机器人、两轮差动驱动的移动机器人、汽车式移动机器人、带拖车的轮式移动机器人、三轮全向移动机器人。移动机器人因具有多种机构形式，使得它的应用也渗入到各个领域，包括深海无人潜水器、无人飞行器、服务机器人和工业机器人等。移动机器人的广泛应用使得人们的生活和生产发生了很大的变化，提高了生产效率和生活质量。因此移动机器人的协调和协作、导航定位、路径规划、控制等问题的研究引起了广大科研工作者的关注。其中自主导航技术是其研究的核心，而定位是完成导航首先要解决的问题。

本文主要对轮式移动的差速底盘的机器人的定位导航问题展开研究，着重分析导航算法中直线导航和圆弧导航，针对这两种导航算法只是基于单一的角度变量进行纠偏的问题进行分析和改进，并提出新的改进算法，为移动机器人的更深入的研究奠定坚实的基础。如图1所示为移动机器人路径规划导航定位结构图。

1 轮式机器人差速定位算法

1.1差速轮式机器人的系统介绍

差速轮式移动机器人，主要依靠后边的驱动轮驱动前方的轮子进行控制，使机器人按照预定的轨迹行走。这种结构底盘的机器人灵活转向，依靠速率和方向的不同，实现直线行走和转弯的目的。

本系统机器人采用光纤陀螺与光电码盘实现机器人的定位，使用光纤陀螺的信号可以读取相对于起始点的角度数据，这样就可以通过相对位置、角度信息解算得到机器人相对于起始坐标系的坐标信息，从而实现机器人的定位。

1.2轮式机器人差速定位

如图2所示为系统定位的示意图，[xyθ]表示机器人的系统定位信息。