【毕业学位论文】移动机器人结构设计与运动控制方法研究-模式识别与智能系统

分类号 密级 U D C 编号 中 南 大 学 士 学 位 论 文 论文题目 移动机器人结构设计与 运动控制方法研究 学科、专业 模式识别与智能系统 研究生姓名 钟新华 导师姓名及 专业技术职务 蔡自兴 教授 答辩时间 2005 年 4 月 摘 要 移动机器人移动平台的设计与运 动控制技术的研究是整个移动机器人系统研究的两大重要组成部分， 它将为移动机器人更高层次的理论与方法研究提供一个可靠的实验平台及基础。 本文介绍了一种六轮式移动机器人移动平台的设计和基于 体内容有： 首先， 提出了一种由三个摇架装置组成的六轮式移动机器人的移动机构，然后，对基于此移动机构的移动机器人的结构设计作了较为详细的介绍，并建立了针对此结构特 征的移动机器的运动学方程。 其次，提出了一种由 动控制卡和相关传感器组成的移动机器人运动控制系统。并应用模块化及 程的多任务处理机制实现系统程序设计和运动控制策略的提出。 此系统具有较好的开放性，易于功能扩展。 最后，针对移动机器人的运动控制方法作了相关探讨。介绍了一种基于状态反馈的路径跟踪控制算法， 并将此方法应用于自行开发的移动机器实验平台进行了验证。然后，提出了基于激光雷达的环境感知信息的移动机器人实时避障控制方法， 并在实验过程中对它进行了进一步改进，从而得到了更为优化的避障控制效果。 关键词 移动机器人，运动控制系统，路径跟踪，实时避障 s of on of In of as of a is to of of is in is of a a in be in of on of a is in As a is on 录 第一章 绪 论 .题背景及意义 .动机器人的研究概况 .动机器人的移动机构研究概况 .动机器人的运动控制系统研究 . 移动机器人运动控制概述 . 移动机器人运动控制系统的设计要求 . 几种运动控制系统实现方法的比较 .动机器人的运动控制方法研究概况 . 移动机器人路径跟踪控制技术 . 路径跟踪偏差的两种计算方法 . 路径跟踪控制方法 . 实时避障控制方法 .究内容 .二章 移动机器人移动平台设计 .言 .动机器人车体设计 . 移动机构方案选择 . 移动机器人车体结构 .动系统的设计 . 驱动电机的选型 . 减速器的选型 .感系统设计 .动机器人运动学分析 . 运动学模型建立 . 坐标系定义 . 正运动学分析 . 20 运动学分析 . 21 结 .三章 移动机器人运动控制系统设计 .言 .于 移动机器人运动控制系统的硬件结构 . 硬件系统构成 . 基于 动控制卡的步进电机驱动控制 . 移动机器人自定位系统 .于视窗操作系统的运动控制系统软件结构 . 软件系统构成 . 基于 步进电机控制模块 . 位姿势状态监测模块 . 光纤陀螺（航向角采集）模块 . 倾角传感器（俯仰角、横滚角采集）模块 . 臂姿态采集模块 . 网络通信模块 . 路径跟踪控制模块与实时避障控制模块 . 主控模块 .结 .四章 移动机器人运动控制方法研究 .言 .动机器人路径跟踪控制 . 问题描述 . 误差系统建立 . 反馈控制器设计 . 实验结果 .动机器人实时避障控制 . 基于激光雷达的局部环境描述 . 势场避障算法 . 实验与算法改进 .结 .五章 结论与展望 .论 .望 .考文献 . 谢 .读学位期间主要研究成果 .士学位论文 第一章 绪 论 1第一章 绪 论 题背景及意义 本课题来源于国家自然科学基金重点项目： “未知环境下移动机器人导航控制的理论与方法研究” 。 随着科学技术的发展，人类的研究活动领域已 由陆地扩展到海底和空间。利用移动机器人进行空间探测和开发，已成为21世纪世界各主要科技发达国家开发空间资源的主要手段之一。研究和发展月球探测移动机器人技术，对包括移动机器人在内的相关前沿技术的研究将产生巨大的推动作用。 移动机器人是一种能够通过传感器感知外界环 境和自身状态，实现在有障碍物的环境中面向目标的自主运动，从而完成一定作业功能的机器人系统。近年来，由于移动机器人在工业、农业、医学、航天和人类生活的各个方面显示了越来越广泛的应用前景，使得它成为了国际机器人学的研究热点。20 世纪 90年代以来，以研制高水平的环境信息传感器和信息处理技术，高适应性的移动机器人控制技术，真实环境下的规划技术为标志，开展了移动机器人更高层次的研究。目前，移动机器人特别是自主机器人已成为机器人技术中一个十分活跃的研究领域1。 在移动机器人导航控制理论和方法的研究中， 确定性环境的导航控制方法已取得了大量的研究和应用成果。对未知环境中的导航控制也已开展了一些研究，并提出了若干方法，但尚未形成统一和完善的体系结构，还有许多关键理论和技术问题有待解决和完善。这些问题主要包括环境建模、定位、导航控制器的学习和优化、故障诊断、在线运动规划与控制等。未知环境中的移动机器人只具有较少的先验知识，其导航控制方法涉及环境认知、优化决策、知识表示与获取等多项关键问题。未知环境中的移动机器人导航控制理论和方法的研究目的是在机器学习、环境认知、在线规划、运动控制等方面的理论和方法上有突破性进展，推动认知科学、模式识别、非线性控制等学科的前沿问题研究，提供新的设计理论和技术2。 移动机器人的移动机构是确保机器人移动可靠 、灵活和较强的越障能力的关键，移动机器人要实现稳定的、可靠的、高精度的运动控制，必须依赖优良的运动控制系统和先进的运动控制方法。为给“未知环境下移动机器人导航控硕士学位论文 第一章 绪 论 2制的理论与方法研究”课题的研究提供一个开放式、模块化、可靠的实验平台，本文介绍了一种六轮式移动机器人移动平台的设计和基于 移动机器人运动控制系统的具体实现方案以及对移动机器人运动控制方法进行了研究。 动机器人的研究概况 移动机器人是一种具有一定智能、在一定范围 内移动且能完成各种规定任务的机器人，与普通机器人的主要区别是移动机器人一般安装在可移动的平台载体上，可在较大地域范围内活动。根据活动范围和工作环境的不同，可分为陆地移动机器人、水下移动机器人和空中移动机器人；根据移动机构的不同，可分为轮式、履带式和腿式等类型移动机器人；根据执行任务的智能水平，又可分为自主式、半自主式和遥控式移动机器人。理想的自主移动机器人可以不需人的干预在各种环境中自主完成规定任务，具有较高的智能水平，在目前，全自主移动机器人还大多处于实验阶段，进入实用的多为半自主移动机器人，通过人的干预在特定环境中执行各种任务，而遥控机器人则完全离不开人的干预3。 移动机器人技术研究综合了多学科领域的知识 ，关键技术可分为：路径规划、导航定位与运动控制技术等4。路径规划又可分为全局和局部路径规划，全局路径规划是根据移动机器人总体任务进行路径规划，将总体路径任务分解，并建立全局地形数据库；局部路径规划是根据全局规划分解的子任务，结合移动机器人当前状态信息，实时规划可行路径。导航定位技术确定移动机器人在全局地图中的位置，并实时得到机器人与路径跟踪的相对位置关系，其关键技术是多传感器信息处理与数据融合技术。运动控制技术的任务是控制移动机器人跟踪局部规划给出的路径，结合导航定位系统得到机器人本身状态信息与道路信息，完成航向和速度控制。移动机器人的路径规划、导航控制以及运动控制技术是相互关联的，任何一个系统的不完善都会导致整体性能的下降。 移动机器人技术的发展经过了较长的历程。1962 年，美国俄亥俄州立大学开始进行车辆自动驾驶控制技术的研究。同时，美国的麻省理工学院、斯坦福研究院(及英国研究实验室、日本 机械工程实验室等研究机构也进入到这一领域。到了八十年代，众多的国家开始研制自主移动机器人，而且发展迅速，有不少研究机构取得了很多有意义的研究成果，其中较为著名的有美国的 内基国国防军大学、日本的 。九十年代至今，有更多的国硕士学位论文 第一章 绪 论 3家加入到智能移动机器人技术的研究，主要研究热点是将各种智能控制方法应用到移动机器人的控制。典型的移动机器人有美国喷气推进实验室(制的索杰纳( 卡内基5。 我国自“八五”期间开始进入这一研究领域，并在国家 863 计划中予以重点支持。较为全面对路径规划、视觉导航、信息融合、自动驾驶等一些基本的智能机器人技术做了探索，所形成的一些关键技术成果也在其他领域得到应用。我国在机器人技术与自动化工艺装备等方面已取得了突破性进展，缩短了同发达国家的差距，但是在机器人的核心及关键技术的原创性研究、高性能关键工艺装备的自主设计和制造能力、高可靠性基础功能部件的批量生产应用等方面，同发达国家相比，我国仍存在较大的差距6。 动机器人的移动机构研究概况 从最早出现的机器人到现在涌现出的形态各异 的移动小车，其移动机构的形式层出不穷，以美国、俄罗斯、法国和日本为首的西方发达国家已经研制出了多种复杂奇特的三维移动机构，有的已经进入了实用化和商业化阶段7 8。面对 21 世纪深空探测的挑战，对各种自主系统的研制是必须的，而移动机构又是各种自主系统的最基本和最关键的环节。 已经出现的移动机器人的移动机构主要有履带 式、腿式和轮式，其中以轮式的效率最高， 但其适应能力相对较差， 而腿式的适应能力最强但其效率最低9。 履带式移动机构是将圆环状的循环轨道卷绕在 若干车轮外，使车轮不直接与地面接触，利用履带可以缓和地面的凹凸不平。它具有良好的稳定性能、越障能力和较长的使用寿命，适合在崎岖的地面上行使。但由于沉重的履带和繁多的驱动轮使得整体机构笨重，消耗的功率也相对较大10。 腿式移动机构基本上是模仿人或动物的下肢机 构形态而制成的。因其出色的地面适应能力和越野能力，曾经得到很多机器人专家的广泛重视，在其开发和研制上投入了大量的时间和精力，也取得了较大的成果。从移动的方式上来看，腿式移动机器人可分为两种：动态行走机器人和静态行走机器人。根据腿的数量又可进行分类，如四腿移动机器人六腿移动机器人。腿式机器人虽然具有较强的越野能力，但结构比较复杂，运动控制的难度较大，而且移动速度较慢11。 轮式移动机构具有运动速度快、能量利用率高 、结构简单、控制方便和能硕士学位论文 第一章 绪 论 4借鉴至今已很成熟的汽车技术等优点，只是越野性能不太强。但随着各种各样的车轮底盘的出现，如日本 六轮柔性底盘月球漫游车 罗斯六轮三体柔性框架移动机器人 国 六轮三体柔性机器人 列以及美国 六轮摇臂悬吊式行星漫游车 列，已使轮式机器人越野能力大大增加，可以和腿式机器人相媲美。于是人们对机器人机构研究的重心也随之转移到轮式机构上来，特别是最近日本开发出一种结构独特的五点支撑悬吊结构 卓越的越野能力较腿式机器人有过之而不及11 轮式结构按轮的数量分可分为二轮机构、三轮 机构、四轮机构、六轮以及多轮机构。二轮移动机构的结构非常简单，但是在静止和低速时非常不稳定。三轮机构的特点是机构组成容易，旋转中心是在连接两驱动轮的直线上，可以实现零回转半径。四轮机构的运动特性基本上与三轮机构相同，由于增加了一个支撑轮，运动更加平稳。以上几种轮式移动机构的共同特点是它们所有的轮子在行驶过程中，只能固定在一个平面上，不能作上下调整，因此，地面适用能力差。一般的六轮机构主要就是为了提高移动机器人的地面适应能力而在其结构上作了改进，增加了摇臂结构，使得机器人在行驶过程中，其轮子可以根据地形高低作上下调整，从而提高了移动机器人的越野能力14。 动机器人的运动控制系统研究 动机器人运动控制概述 移动机器人的运动控制系统是机器人系统的执 行机构，对系统精确地完成各项任务起着重要作用，有时也可作为一个简单的控制器3。构成机器人运动控制系统的要素有：计算机硬件系统及控制软件、输入/输出设备、驱动器、传感器系统，它们之间的关系如图15。 动机器人运动控制系统的设计要求 移动机器人运动控制系统的设计主要包括系统 的功能和体系结构设计，功能设计主要完成控制功能和算法的软件设计，而体系结构设计是功能在硬件上计算机硬件及控制软件I/O 设备 传感器驱动器 机器人本体 图 1器人控制系统构成要素人 硕士学位论文 第一章 绪 论 5的实现16。根据面向的任务和环境不同，对移动机器人运动控制系统的设计也不同。目前机器人运动控制系统存在主要问题有：系统局限于专用微处理器、专用机器人语言，开放性差17；软件结构依赖于微处理器硬件，难以在不同系统间移植；扩展性差18。针对这些不足，进行机器人运动控制系统设计时应考虑以下要求： (1)开放式系统结构。采用开放式软件、硬件结构，可以根据需要方便扩充功能，使其适用于不同目的的科研需求1920。 (2)合理的模块化设计。硬件根据系统要求和电气特性进行模块化设计，不仅方便安装和维护，而且提高系统的可靠性；软件按功能分成不同模块，便于修改、添加。 (3)实时性、多任务要求。控制器必须能在确定时间内完成对外部中断的处理，并且可以多个任务同时进行21。 (4)网络通信功能，便于资源共享和多机器人协同。 (5)具有一定智能，能根据实际情况判断和决策，如给定速度突变或在合理范围之外时的处理、对故障的自动诊断等1。 种运动控制系统实现方法的比较 目前，一个运动控制系统或电机控制系统的实现方法主要有以下几种7： (1)以模拟电路硬接线方式建立的运动控制系统。早期的运动控制系统一般是采用运算放大器等分立元件以硬接线方式组成的模拟控制系统，其优点在于：通过对输入信号的实时处理，可实现系统的高速控制；由于硬接线方式可以实现无限的采样频率，因此控制器的精度较高而且具有较大的宽度。 然而，与数字系统相比，其缺点也是很明显的 ：器件老化和环境温度变化对构成系统的元器件的参数影响很大；构成模拟系统所需的元器件较多，增加了系统的复杂性，也使系统的可靠性降低；由于系统采用硬接线，其升级和功能修改几乎是不可能的；受系统规模的限制，很难实现运算量大、精度高、性能更先进的复杂控制算法。这些缺陷使它很难应用于一些功能要求比较高的场合。 (2)以微控制器为核心的运动控制系统。利用微控制器所构成的系统与模拟电路相比具有以下优点：绝大多数控制逻辑由软件实现，电路变得简单；微控制器具有更强的逻辑功能，运算速度快、精度高、具有大容量的存储器，因此有能力实现较为复杂的算法；微控制器的控制方式主要由软件实现，因此修改控制规律时，仅需对软件进行修改；无零点漂移，控制精度高；可提供人机界面，实现多机联网工作。 硕士学位论文 第一章 绪 论 6然而，由于微控制器一般采用 线结构，处理速度和能力有限，软件编程难度较大，且一般芯片集成度较低，不具备运动控制系统的专用外设。因此，基于微控制器构成的系统仍需较多的元器件，这增加了系统电路的复杂性，降低了可靠性，也难以满足运算量较大的实时信号处理的需要，难以实现控制算法。 (3)利用专用芯片实现的运动控制。为简化电机模拟控制系统电路，同时保持系统的快速响应能力，一些公司推 出了专用电机控制芯片，如 司的9。利用专用电机控制芯片构成的运动控制系统保持了模拟系统和以微控制器为核心的运动控制系统两种实现方式的长处，具有速度快、系统集成度高、使用元器件少、可靠性好等优点；同时，专用电机控制芯片的价格便宜，进一步降低了系统成本，因此这种实现方式广泛应用于精度较低和成本敏感的场合。 然而，受专用电机控制芯片本身的限制，其缺 点主要包括：软件算法固化在芯片内部，虽然可以保证较高的响应速度，但降低了系统灵活性，扩展性较差；受芯片制造工艺限制，其算法较为简单，控制精度也较低；用户不能对芯片编程，不便对系统升级。 (4)以可编程逻辑器件为核心的运动控制系统。由于们可以利用它们的系统开发软件或 开发语言，通过软件编程实现运动控算法，然后将这些算法下载到相应的可编程逻辑器件中，从而以硬件方式实现最终的运动控制系统。这种系统优点主要有：系统的主要功能在单片 实现，减少了元器件个数，缩小了系统体积；具有良好的扩展性和可维护性，通过修改软件并重新下载到目标板上的相关器件中，就可以对系统的升级；系统以硬件实现，响应速度快，可实现并行处理；开发工具齐全，通用性强。然而，这种系统实现方法的成本较高。控制算法越复杂，对可编程逻辑器件的集成度要求越高，芯片价格越昂贵。因此，考虑到系统成本，一般使用可编程逻辑器件实现较为简单的运动控制系统。 (5)在通用计算机上用软件实现运动控制策略。在通用计算机上，利用高级语言编制相关的控制软件，配合驱动电路板、信号交换接口，就可以构成一个运动控制系统。这种实现方法利用计算机的高速度、强大的运算能力和方便的编程环境，可以实现高性能、高精度、复杂的控制算法，而且软件的修改也很方便。但是，通用计算机缺点在于系统体积大，难以应用于工业现场，而且难以实现实时性要求较高的信号处理算法。一般来说，这种系统实现方法可用于控制软件的仿真研究或用作上位机，与下位机的实时系统一起构成两级或多级硕士学位论文 第一章 绪 论 7运动控制系统。 动机器人的运动控制方法研究概况 动机器人路径跟踪控制技术 移动机器人运动控制的基本任务是跟踪上层规 划系统给出的路径（即期望路径） ，最基本的控制框图如图 示，局部规划层根据全局路径任务规划出当前要行驶的期望路径，再与从导航定位系统给出的机器人状态及与道路相对关系信息比较，得到路径跟踪偏差，控制器根据跟踪偏差计算出控制量，使移动机器人跟踪期望路径，减少跟踪偏差，这一过程反复进行，就能控制机器人完成路径跟踪任务。下面分别介绍路径跟踪偏差计算方法、控制方法以及导航自定位方法的研究情况。 径跟踪偏差的两种计算方法 移动机器人路径跟踪控制有两种基本控制方法 ：基于航向的控制方法和基于位姿的控制方法22。图1.3(a)、(b)分别是两种路径跟踪方法的示意图，图中在该点沿路径切线方向与机器人距离（ d， 切线垂直方向与机器人距离即机器人与路径的横向偏差为 y，点人工驾驶车辆行进时驾驶员总是看车辆前方一定距离是一样的道理。基于航向的跟踪方法只考虑机器人当前航向与机器人当前位置和跟踪点之间方向的偏差， 控制目的是令航向偏差 为零；基于位姿的控制方法中航向偏差是指机器人当前航向与被跟踪点在路径中的切线方向偏差，同时又考虑了机器人和被跟踪点的位置偏差，控制目的是同时使航向偏差 和横向位置偏差 y 为零。 上述两种方的控制效果并没有太大的差别，但基于航向的控制方法不必求出机器人质心 G 到路径切线的距离，计算控制器 移动机器人 内部状态测传感器导航定位系统规划 层 给 出的期望路径跟 踪偏差 控制量移动机 器 人外部状态 移动机 器 人内部状态移动机 器 人与道路相对关系图 1动机器人路径跟踪控制硕士学位论文 第一章 绪 论 8很简单。两种方法得到的偏差最终都转化为航向偏差，所以航向跟踪控制是移动机器人路径跟踪控制的基础23,24。 纯路径跟踪方法也在不少文献中得到应用25,26。 其基本思想是通过确定机器人小车的希望半径，从而实现轨迹跟踪的目的。机器人小车的希望转弯半径由 一定前视距离的希望道路点在当前车体坐标系中的位置确定。另外，还有预视目标点路径偏差计算方法等27，但从根本上来说，都只是上面两种基本方法的改进或是针对应用环境对特定的条件作了一些限制。 径跟踪控制方法 目前见诸于文献的路径跟踪控制方法很多，从 传统控制方法、现代控制方法到智能控制方法都有不少学者作了大量的研究。由于移动机器人本身是一个复杂的非线性系统，影响其控制性能的因素很多，难于建立精确的动力学模型。如轮式移动机器人的路径跟踪控制与其纵向速度、横向速度、机器人绕其重心的转动惯量、重心位置、前后轮侧偏系数、航向偏差大小以及实际道路情况等许多因素有关。其中纵向速度的变化对控制效果影响最大，在一定速度下效果很好的控制器，当速度变化时，控制效果可能会严重恶化，总的来说是速度越低，预视距离越长（在一定范围内） ，控制器越稳定28。因此，在移动机器人路径跟踪控制中，理想的控制器应充分考虑这些因素的影响，并对其变化有很好的自适应能力。下面分别介绍传统控制方法与智能控制方法的国内外研究情况。 （一）传统路径跟踪控制方法 传统控制方法如 制、极点配置等控制器依赖于精确的数学模型，因此，在移动机器人控制研究中对传统控制方法进行了大量的改进，提出了许多基于传统方法的自适应控制方法。但因为传统控制方法简单实用，其设计理论相当成熟，且在一定条件下稳定性较好，比较适合当前的硬件水来，而且，近路径 G 机器人航向路径 D d p 路径切线方(a) 基于航向的路径跟踪机器人航向b) 基于位姿的路径跟踪种路径跟踪方法G 硕士学位论文 第一章 绪 论 9年来传统控制方法在广度与深度上有很大发展，因而在移动机器人实际控制中得到了广泛的应用。1988 年，人用最优控制方法设计了一个速度自适应侧向控制器，包括全部状态反馈及观测器，它对速度的适应是通过分段实现的， 即每个速度段分别设计相应的车速反馈增益； 德国的用极点配置及卡尔曼滤波器技术来解决控制器对汽车速度变化的适应性问题； 在大速度范围内成功地实现车辆的自动驾驶，并且这种控制器不需要视觉系统提供的前方道路几何信息25 29。 （二）智能路径跟踪控制方法 七十年代提出的智能控制使控制系统设计不再 依赖于数学模型，摆脱了线性局限，同时也为解决机器人控制问题提供了新的手段30。智能控制方法在轮式移动机器人控制上也有着广泛的应用31 32。文献33给出了一种基于神经网络的鲁棒自适应控制方法用以解决轮式移动机器的点镇定问题，提出了在线的值整定算法，保证了跟踪偏差较小和控制信号有界。文献34针对轮式移动机器人的轨迹跟踪问题，提出了一种基于神经网络预测控制方法，利用在线的好地实现了对期望轨迹的跟踪控制。文献35提出了一种模糊控制方法，借鉴于人的驾驶行为与经验，分析和设计适合于移动机器路径跟踪控制的模糊控制器，它不需要建立显式的移动小车模型，并且具有很好的参数变化适应性，实验也证明了这一方法的优越性。模糊理论、神经网络和遗传算法相结合的控制方法也是近年来国内外研究的热点。目前智能控制方法在轮式移动机器人控制中的应用还只是停留在理论研究的价段，诸如实时性问题限制了智能控制方法的进一步应用36 37。 时避障控制方法 随着科技的发展，避障技术应用越来越广泛。 例如，无人驾驶的汽车和智能移动机器人等，都要求系统自动地躲避障碍物。实时避障是反映智能移动机器人自动能力的关键问题之一，比较困难的问题是一方面要求有充分的可靠的环境信息，另一方面又要求有比较快的处理速度，满足实时性要求38。国内外学者曾做过大量的研究工作，比较有效的方法主要有：边沿检测法、概率网格法、矢量场法、决策理论法和势场法等。边沿检测法是早期限采用的一种简单实用的避障方法，其基本思想是当机器人探测到前方存在障碍物时，先停下来求解障碍物的边界，然后引导机器人绕过该障碍物继续前进。网格法是将环境用一系列的网格来表示，每一网格具有一个概率值，表示该网络被障碍物占据的可能性大小，并用传感器探测到障碍物的信息不断更新网格的概率值，这样硕士学位论文 第一章 绪 论 10就可形成一张完整的网格图，应用网格图的障碍信息即可规划出局部避障路径。决策理论法将决定机器人运动控制命令的感知信息用一系列产生式规则表示，并应用贝叶斯决策理论确定机器人的运动。势场法是最早由将机器人的运动控制表示为一种虚拟力的驱动，其中障碍物对机器人产生排斥力，目标点产生吸引力。斥力和引力的和力方向确定了机器人的运动方向，运动速度的大小通常与合力的大小成正比39。虚拟力场法将网格法与势场法相结合，将斥力的大小用超声波传感器的实时测量数据即时更新，并在矢量场直方图（法中进行了进一步改进，其中机器人周围的障碍物信息用直方图表示，并用于确定机器人的运动方向和速度。此后改进的矢量场直方图算法更加完善了40 41。 究内容 移动机器人车体平台的设计与运动控制技术的 研究是整个移动机器人系统研究的两大重要组成部分，它将为移动机器人更高层次的理论与方法研究提供一个可靠的实验平台及坚实的基础。对此，本文的研究内容包括以下几个方面： （ 1） 移动平台设计， 设计符合未知复杂环境下工作的移动机器人实验平台。 （2）基于 进电机控制卡的控制系统设计，研究与其它环境感知系统的接口与协作。 （3）建立软件平台、机器人低层