基於感測能力之機器人即時避碰應用研究

Abstract

本計畫之目的在發展一種能應用在工業機器人 及無人搬運車(AGV)之即時閃避碰撞(Real-time Obstacle Avoidance)控制法則.這種法則將運用感測器所提供 的資訊,使機器人可以在一個未準確知曉或僅部 分知曉的環境中,計算並執行其局部之運動軌跡.在工業的應用上,機器人(Robot)已廣泛地取代人類 來做單調或危險的工作.基本上,機器人目前所從 事的工作如拿放工件,焊接,噴漆,有時並配合無人 車的運送等,皆是在事先安排好的環境中,根據規 劃好的程式運動.然而在工作環境中散布著其他 的物品,機器人及無人車必須能閃避這些物品,以 確保工作的安全,因此有了如何閃避障礙物的問 題.現在一般的解決辦法,大多基於對環境有完整 之了解及描述,事先做好整個路徑的計算或經由 人為之教導,然後再執行.對於較複雜且易變化的 環境,因無法對環境之幾何關係作成完整之描述 及表示,上述方法便不適用.尤其對一自走式機器 人(Mobile Robot)在環境中自由運動,其週圍物體不可 能固定不變或完全確定,必須要有即時閃避障礙 物之能力.本計畫一方面將發展出一種融合感測資訊的方法 ,以提供機器人對週圍環境的描述與了解,另一方 面將研究應用潛力場法(Potential Field Method)作局部 之無碰撞路徑規劃.在研究初期,本計畫將採用超 音波感測器,為研究對象,而應用格子表示方式來 對感測資訊作最有效之運用.這種表示除了易於 整合量測資訊以外,也能配合潛力場法的充分應 用發展.就達到目的之手段而言,本計畫將以模擬 與實驗之結果證明所採用之方法為實際且有效.