题目：基于三维景深信息的移动机器人路径规划研究

移动机器人以其突出的使用灵活性成为机器人研究领域经久不衰的热点。定位、导航、路径规划是移动机器人技术中必须研究的关键技术，而路径规划作为自主式移动机器人导航最基本的环节之一，是移动机器人研究的一个基本而又极其重要的课题。灵活有效的路径规划算法能够帮助机器人适应各种复杂的环境，大大提高机器人的应用领域，尤其是使移动机器人具备自动识别环境的能力，能在未知环境下完成一定的工作。 对于移动机器人来说，进行路径规划最为关键的是环境信息的获取与处理技术，直接影响到路径规划算法的实现效率。本文利用三维景深信息作为移动机器人的导航信息，进行路径规划算法的开发。首先设计了改进的三维激光扫描与景深重构系统，采用双DSP(Digital Signal Processing)的硬件平台架构，获取三维景深信息，之后利用ARM(Advanced RISC Machines)将得到的三维景深信息进行重构显示。系统充分利用了DSP出色的运算性能和处理能力，实时地进行数据通信和处理。实验结果表明本文提出的改进的三维激光扫描与景深重构系统能有效地获得外部环境的三维信息，应用于移动机器人的路径规划研究，并且改善了图像的显示清晰度，有效地提高了实时性。 移动机器人在路径规划中首先遇到的就是机器人本身的定位问题。本文建立移动机器人的全局坐标系和本地坐标系，通过坐标变换对移动机器人进行定位，并具体分析了利用三维景深信息在特殊障碍物情况下的处理方法。 针对移动机器人路径规划中传统人工势场法的内在局限性，本文提出了两种算法对其进行改进。圆弧路径算法从轨迹方程的角度出发，将移动机器人的路径以规则曲线的形式进行规划，确定路径方程，并以圆的曲线方程来表示，以求便于计算，同时综合考虑了路径规划的实时性和最短路径，从而得出最优路径；垂直斥力法只改变斥力作用方向，将它始终垂直作用于引力方向，在新的合力作用下使机器人逃离陷阱区域，计算简单实时性好。