梁　山，劉　娟，鮮曉東
重慶大學自動化學院，重慶

摘　　　要：針對大部分反應式避障算法未考慮機器人尺寸約束導致機器人無法通過障礙物間可行通道的問題，提出了一種復雜環境下考慮機器人尺寸約束的動態窗避障方法。利用激光雷達提供的精確測距信息，通過探索機器人運動前方的可通行區域，避免陷入“Ｕ” 型等局部較小區域；以障礙物間可行通道的寬度與機器人自身尺寸間的關系作為新的引導，構造目標函數，提高機器人對穿越路徑上有限寬度可行通道的決策能力。仿真實驗驗證了該方法能避免局部較小問題、利于全局路徑優化，提高了機器人在可行狹窄通道間的穿越避障能力，表明該方法具有有效性。

關　鍵　詞：避障；尺寸約束；動態窗法；移動機器人；激光雷達

１　引　言
自主避障是移動機器人實現安全運動的一個基本要求，也是移動機器人能否實現自主作業的一個關鍵。常見的避障方法， 如人工勢場法、ＶＦＨ（ＶｅｃｔｏｒＦｉｅｌｄＨｉｓｔｏｇｒａｍ）避障方法、曲率速度方法、動態窗法（ＤｙｎａｍｉｃＷｉｎｄｏｗＡｐｐｒｏａｃｈ，ＤＷＡ）［１］等已能使機器人成功回避障礙物到達目標位置，但當環境較為復雜時，機器人因無法掌握環境連通性信息而易陷入局部較小無法前進［２］。針對該問題，國內外學者提出一些可有效克服局部較小問題的方法［３�玻罚荩�如重新定義勢函數、利用模擬退火算法、融入有效運動規劃等。然而，大多數避障算法并沒有考慮機器人的形狀和運動學約束［８］，通常只是將機器人假設為一個點，對其進行估計［９］。因此對于機器人在障礙物間的穿越運動，由于缺乏精確考慮機器人自身尺寸與障礙物間通道的信息，導致機器人在實際運行中不能通過障礙物間狹窄的可行通道而需重新規劃繞行到達目標，致使導航時間和全局路徑增加。從移動機器人避障效果的評價指標，運動安全性和路徑優化性出發［１０］，用激光傳雷達提供精確距離信息，提出一種復雜環境下考慮機器人尺寸約束的動態窗避障方法，使確定路徑中的避障運動得到保證，避免對可通行路徑的誤判及局部較小問題，利于全局路徑優化。

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