基于模糊PID控制算法的导盲机器人研究

张志美, 程立英, 赵以恒, 吴海元

(沈阳师范大学 物理科学与技术学院, 沈阳 110034)



基于模糊PID控制算法的导盲机器人研究

张志美, 程立英, 赵以恒, 吴海元

(沈阳师范大学 物理科学与技术学院, 沈阳 110034)

结合PID控制对线性定常系统控制的优越性和模糊控制器对复杂非线性系统的有效控制,设计了一种基于模糊PID控制算法实现导盲机器人的避障循迹控制。导盲机器人采用乐高套件搭建而成,避障环节设计采用超声波传感器检测障碍物信息,控制器采集障碍物信息及机器人行驶速度信息,利用模糊PID算法实现避障;循迹环节为克服遇机器人转弯或高速行进时一般PID控制算法稳定性差的不足,采用实时跟踪偏差和偏差变化率来修正PID控制的各个参数,实现对机器人的导航控制,其中机构采用红外传感器进行识别检测。实验结果表明,利用改进算法进行导盲机器人的避障循迹控制,能够极大的提高避障的准确率,精准的循迹。

模糊PID算法; 导盲机器人; 循迹避障

0 引 言

随着社会生产技术的不断发展,机器人的应用领域也在不断扩展。机器人正跳脱以往在生产中负责生产、制造、搬运等任务的范畴,从传统的工业型走向服务型。导盲机器人[1]是服务型机器人,专为盲人设计,主要功能实现循迹、避障与交通路口的红绿灯辨别。机器人避障问题是当今机器人研究领域的一个焦点问题,在避开障碍物的过程中,机器人经常面临无法预测环境变化的问题,这是由于机器人从传感器[2]所得到的信号是不连续的、不安全的、不可靠的,所以这就造成了机器人避障成为当今机器人研究领域的焦点[3]。……