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导航定位以及路径规划是移动机器人研究领域的重要方向之一。在对国内外移动机器人定位导航技术的现状与发展趋势进行分析的基础上,从多个方面对移动机器人的运动控制与路径规划进行了研究,并提出基于GPS定位的移动机器人导航定位系统方案。
主要研究工作包括：
1.研究工作以美国ActivMedia Robotics公司Pioneer 3-Dx型机器人为对象,该移动机器人平台采用上下位机结构：下位机实现底层传感器信号采集以及执行器动作控制,上位机则负责数据融合、导航与定位、路径规划、通信等高级功能。针对该实验平台,建立了移动机器人的运动模型并研究了在给定目标任务的情况下的机器人运动控制方法；
2.对GPS的系统组成、定位原理进行了阐述,并深入分析了GPS数据格式,利用Windows API通信函数实现了GPS与移动机器人上位机的串口通信和数据提取。实现了GPS经纬度数据的直角坐标系数据转化,并进行了GPS定位的精度测量实验；
3.采用多传感器数据融合技术构建了基于GPS的移动机器人多传感器定位系统。首先利用GPS、方向传感器、激光传感器通过多传感器数据融合技术完成移动机器人的初始定位；然后基于多传感器自适应加权融合估计算法融合GPS、方位传感器和光码盘的数据信息,完成移动机器人的实时定位,实验表明该算法提高了移动机器人的定位精度,并可满足实时性要求；
4.提出了一种适用于移动机器人路径规划的改进人工势场算法。该算法可有效解决目标不可达性问题;同时针对人工势场法存在的局部最小值问题,提出了沿边走行为模式,有效的提高了路径规划的效率。仿真实验结果表明该算法有效可行。
研究工作对于对于实现低成本的室外移动机器人和智能车辆的定位导航系统具有较好的应用价值。