移动机器人的避障实验设计+源程序+流程图(7)
格法与遗产算法的结合等。
(2)当环境中同时存在静态障碍物、动态障碍物等复杂环境时，如何有效地控制移动机器人是一个研究方向。
(3)基于可重构机器人行为的路径规划方法将机器人运动分为以下有目的的行为：向目标移动行为、避障行为、机器人重构适应环境行为，矫正错误行为等，如何设计各个行为并给出一种明确协调行为的方法是以后发展的方向之一。
(4)多机器人协调作业的技术正在成为新的研究热点，由于障碍物增加与环境信息的多样性，提高了移动机器人的避障难度，多机器人能否协作避障是以后发展方向之一。
3移动机器人的红外避障原理
3.1三角法红外测距原理介绍
3.1.1 工作原理：
Sharp的红外传感器都是基于一个原理，三角测量原理。红外发射器按照一定的角度发射红外光束，当遇到物体以后，光束会反射回来，如图1所示。反射回来的红外光线被CCD检测器检测到以后，会获得一个偏移值L，利用三角关系，在知道了发射角度a，偏移距L，中心矩X，以及滤镜的焦距f以后，传感器到物体的距离D就可以通过几何关系计算出来了。
可以看到，当D的距离足够近的时候，L值会相当大，超过CCD的探测范围，这时，虽然物体很近，但是传感器反而看不到了。当物体距离D很大时，L值就会很小。这时CCD检测器能否分辨得出这个很小的L值成为关键，也就是说CCD的分辨率决定能不能获得足够精确的L值。要检测越是远的物体，CCD的分辨率要求就越高。
3.1.2非线性输出：
Sharp GS2XX系列的传感器的输出是非线性的。没个型号的输出曲线都不同。所以，在实际使用前，最好能对所使用的传感器进行一下校正。对每个型号的传感器创建一张曲线图，以便在实际使用中获得真实有效的测量数据。下图是典型的Sharp GP2D12的输出曲线图。
图1：Sharp GP2D12输出曲线
从上图中，可以看到，当被探测物体的距离小于10cm的时候，输出电压急剧下降，也就是说从电压读数来看，物体的距离应该是越来越远了。
3.2红外PSD传感器的原理
PSD(Position Sensitive Detector)传感器是一种对入射光位置敏感的光电器件。即当入射光照在器件感光面的不同位置时，PSD将输出不同的电信号。通过对此输出电信号的处理，即可确定入射光点在PSD器件感光面上的位置。 PSD可分为一文PSD和二文PSD。一文PSD可以测定光点的一文位置坐标，而二文PSD则可以检测出光点的平面位置坐标。
应用PSD进行距离的测量是利用了光学三角测距的原理。如图2所示，光源发出的光经透镜L1聚焦后投向待测体的表面。反射光由透镜L2聚焦到一文PSD上,形成一个光点。若透镜L1与L2间的中心距离为b，透镜L2到PSD表面之间的距离(即透镜L2的焦距)为f，聚焦在PSD表面的光点距离透镜L2中心的距离为x，则根据相似三角形的性质，可得出待测距离h为：
h＝bf/x
因此，只要测出PSD的光点位置坐标x的值，即可测出待测体的距离。
同许多传统的光电位置敏感器件如象限光电池、CCD等相比，PSD位置分辨率高、响应快、性能价格比较高，特别适合于对位置、位移、角度等的实时测量。由PSD构成的距离测量系统具有非接触、测量范围大、响应速度快等优点。
PSD测距传感器的测量范围：10cm—80 cm；
PSD测距传感器的测量精度：±30%；
PSD测距传感器的测量频率：100HZ. 图2 PSD测距原理
红外PSD传感器的外部特征如图 3所示。
图3 红外PSD外部特征图