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近些年来，移动机器人的应用领域越来越广泛。稳定和准确的导航系统是移动机器人完成任务的重要前提。本书基于作者多年从事移动机器人导航和控制系统的研究成果，并参考了国内外相关的科技文献与资料，论述了基于民用单频GPS接收机数据特点所设计的GPS航迹推算综合导航系统,基于改进的蚁群算法设计的移动机器人路径规划算法，以及基于模型算法控制方法与神经网络模型算法控制方法设计的轮式移动机器人路径跟踪控制系统。
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| 內容簡介： |
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本书主要论述了移动机器人导航系统和路径跟踪控制算法的设计方法。首先，基于常用的移动机器人导航系统的原理、所选用的民用单频GPS接收机数据的特点和航迹推算导航系统数据的特点，提出了三种GPS和航迹推算导航综合导航系统信息融合算法。这些算法利用GPS与航迹推算导航系统具有互补的特性，在解算负担小的基础上，能够很好地融合民用单频GPS接收机和航迹推算系统的导航信息，为室外移动机器人提供长期稳定、准确的导航信息。其次，介绍了移动机器人路径规划应用的蚁群算法。针对传统蚁群算法容易陷入早熟、收敛速度慢和生成路径转折多等问题，提出了相应的改进措施。改进后的蚁群算法在提高搜索速度的基础上，扩大了搜索范围，并且能够提供转折较少的路径。zui后，基于模型算法控制方法和神经网络的模型算法控制方法为移动机器人设计了路径跟踪控制算法。
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| 目錄：
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目录
第1章概述（1）
第2章GPSDR室外移动机器人导航系统（7）
2.1常用的机器人导航系统（7）
2.2GPS定位导航（12）
2.3导航信息融合算法的设计（29）
第3章移动机器人的路径规划（52）
3.1A*算法（52）
3.2蚁群算法（56）
第4章移动机器人路径跟踪控制（77）
4.1数学基础（77）
4.2模型算法控制（MAC）（82）
参考文献（122）
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| 內容試閱：
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前言
近些年来，移动机器人的应用领域越来越广泛。稳定和准确的导航系统是移动机器人完成任务的重要前提。GPS是最常用的室外导航系统之一，随着SA（selective availability）政策的取消，民用GPS的精度得到了大幅度的提高。但是民用单频GPS的误差依然在10米左右，使得其无法单独为移动机器人提供导航服务。航迹推算导航系统具有短期精度高的特点。但是其误差会不断累积。GPS与航迹推算导航系统具有互补的特性，因此将二者进行融合组成综合导航系统是解决室外移动机器人导航问题的很好的方法。在得到了稳定的和准确的导航信息后，在很多的应用中常常需要进行路径规划。在栅格地图中进行机器人路径规划的方法有很多，各有其优缺点。如何能够在短时间内得到最优的路径是解决问题的关键，而路径跟踪控制问题是移动机器人控制领域的研究热点。轮式移动机器人具有非完整特性，即有轮子与地面为纯滚动而无滑动的约束条件。在设计轮式移动机器人路径跟踪控制系统时要考虑这些约束条件。
本书基于作者多年从事移动机器人导航和控制系统的研究成果，并参考了国内外相关的科技文献与资料，论述了基于民用单频GPS接收机数据特点所设计的GPS航迹推算综合导航系统,基于改进的蚁群算法设计的移动机器人路径规划算法，以及基于模型算法控制方法与神经网络模型算法控制方法设计的轮式移动机器人路径跟踪控制系统。本书内容主要包括概述、GPSDR室外移动机器人导航系统、移动机器人的路径规划、移动机器人路径跟踪控制共四章。在本书出版之际，向本书所引用的文献与资料的原作者以及支持和帮助本书出版的专家和同仁们表示由衷的感谢。
在本书的编著过程中，淮海工学院文西芹教授、赵明光教授对本书进行了审阅并提出了许多宝贵意见，淮海工学院刘青老师参加了资 料收集和书稿整理，在此深表感谢。
特别感谢江苏省重点建设学科机械制造及其自动化项目、江苏省高校自然科学研究面上项目（13KJB510003）、青蓝工程和连云港市第五期521高层次人才培养工程项目对本书的经费支持。
由于作者水平有限，加之时间紧迫，书中的疏漏和不当之处在所难免，敬请读者批评指正，并提出宝贵意见。
张元良
2016年6月
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