史恩秀 黄玉美 朱从民 张亚旭

1.西安理工大学，西安，710048

2.中国人民解放军总后勤部建筑工程研究所，西安，710032

0 引言

轮式移动机器人（wheeled mobile robot，WMR）是自动化制造系统中重要的物流工具之一，被广泛应用于 FMS（flexible manufacture system）、CIMS（computer intelligent manufacture system）等无人生产车间以完成物料的自动搬运。因此，对其在目标点处的位置和姿态（两者合称位姿）有严格的要求。为快速、安全、准确地将物料运输到目的地，要求WMR应具有环境感知、路径规划和运动控制等功能。移动机器人的工作效率在很大程度上取决于其运动路径。根据WMR工作环境的已知程度，路径规划分为环境信息完全已知的全局路径规划和环境信息部分已知或完全未知的基于传感器感知的局部路径规划。全局路径规划可离线进行，规划路径的精确程度取决于获取环境信息的准确度。在相邻两目标点之间，为WMR规划一条路径可采用的方法很多，如蚁群法［1］、人工势场法［2］、神经网络法［3］。Dubins［4］对WMR进行路径规划时，假设路径由两段圆弧和连接它们的切线段组成，此假设虽可获得长度最小的规划路径，但对于DDWMR，会因路径曲率变化不连续而无法控制它准确跟踪路径，最终影响它到达目标点的精度。近年来，一些学者提出了基于高次参数曲线的路径规划方法［5］以解决路径曲率不连续问题，甚至将加速度的连续性也考虑在内［6］。文献［7］在二维空间和三维空间探讨了Dubins路径、回旋曲线等问题，以寻求一种多移动机器人场合下的等距离路径的规划方法。但这些方法实现起来较复杂，且对于WMR，没有必要要求其加速度连续。……