TELKOM NIKA Indonesia n  Journal of  Electrical En gineering   Vol. 12, No. 9, September  2014, pp. 66 8 2  ~ 669 0   DOI: 10.115 9 1 /telkomni ka. v 12i9.626 5          6682     Re cei v ed Ma y 14, 201 4; Revi sed  Jun e  26, 2014; Accepted July 1 6 ,  2014   Kinect and Optimization Algorithm Based Mobile Robot  Path Planning in Dynamic Environment      Zhen z hong  Yu, Weicou  Zheng, Qiga o Fan*, Xin Liu, Jing Hui   Ke y   Lab orator y of Advance d  Process Co ntrol  fo r Light Ind u str y  (Min i str y  of  Educati on),   Jian gna n Un iv ersit y , W u xi, C h in a   *Corres p o ndi n g  author, em ail :  qgfan@j i an gn an.ed u.cn       A b st r a ct  Based  on e n vi ron m e n tal aw a r eness  and  effective p a th pl ann ing  alg o rith m, effective ro bot pa t h   pla nni ng ca n b e  achi eved. In this pap er, the Kinect sens or, the latest visio n  sensi ng tech nol ogy, is used  to   perce ive th e o b stacles  an d t e rrain  inf o rmati on i n   dyna mi envir on me nt in  real-ti m e, w h i c h e nab les r o b o ts   to reali z e effec t ive path  planning tasks  in com p lex  dy namic  envir onm e nt. Using the real- i me RGB im ag and 3 D  i m ag prod uced  by the Kinect sens o r , the mob ile ro bot peri p h e ral  envir on me nt in formati on ca n b e   prob ed. T h e i m prove d   artificia l  pote n tia l  fie l d   path  pl ann in g alg o rith m is op timi z e d   by ge n e tic  trust met h od.  As a r e su lt, it can  so lve t h e  loc a mini mu po ints  and   target u n re ach abl e pr ob le ms  in  the  traditi o n a l   artificial p o tent ial fiel d al gorit hm. More over,  it can  effectively i m prov e th e real-ti m e p e r forma n ce of the   alg o rith m, a nd  eventu a lly  rea l i z e  t he  opti m i z ation  of  re al-ti m e  pat h p l an ni ng tasks f o r a  robot i n   dyna mi c   envir on me nt. F i nally, the  ex peri m e n tal sys tem is set  u p  to verify the effectiveness  of the prop o s ed   meth ods.     Ke y w ords : kin e ct sensor, arti ficial p o tenti a l field, g e n e tic trust region, pat h pla nni ng, mob i l e  robotics     Copy right  ©  2014 In stitu t e o f  Ad van ced  En g i n eerin g and  Scien ce. All  rig h t s reser ve d .       1. Introduc tion   Path plannin g  techn o logy  is one of th e co re issu e s  of intelligen t mobile rob o t  and its   path pl annin g  in  dynami c  enviro n me nt is  a h o t an d  difficult topi c in the  field  of mobile  rob o resea r ch. Path plannin g  algorith m  an d environ me ntal awa r en e ss m e thod a r e two imp o rtant  resea r ch issues. Commo nly used p a t h plannin g  techn o logy i n clu d e s  Tem p late Matching  algorith m s, m ap  con s tru c ti on pl annin g  t e ch nolo g y an d artifici al int e lligen ce  met hod [1,  2]. The  template mat c hin g  metho d  is com p a r ed  the curre n t state of the robot with p a st experien c to   make d e ci sio n s. So, the method is mu ch more  de pe ndent on the  past expe rien ce of the rob o t.  Map buil d ing  path pla nni ng metho d   is divide d i n to roa d  m a rk and  gri d  method.  The  disa dvantag e  of this meth od is a  poo r real -tim e. Artificial intellig ence path pl annin g  meth od   applie s the a d vanced artifi cial intellige n c e tech nol o g y  to mobile robot path pla nning, incl udi n g   artificial  neu ral net work,  e v olutionary  al gorithm s, fu zzy logi and  t he info rmatio n fusi on  and   so   on. But artificial intellige n ce path  planni ng exist s  le arning  sam p le  difficult to obt ain an d lea r ni ng   lag pro b lem.  Traditional  artificial pote n tial  field path plannin g  method re gard s  the movem ent  robot i n  the  environ ment  as a  kin d  of  motion in vi rt ual a r tificial  stress field, ex isting d e fect s of  local  minimu m point a nd  target u n re achable  proble m  [3-5]. In t h is p ape r, m e thod b a sed  on   improve d  a r tificial  potential  field i s   use d  and  em ploy geneti c   trust regio n   al go rithm  to solve   the   probl em  of th e sub-goal  p o int of im prov ed a r tifici al p o tential  field, made up of multiple  mi ni mum  global o p tima l path, to realize the real-ti m e optimal p a th planni ng.   Ravari, with h i s partn er, stu d ied the mobi le robot path  planni ng and  navigation ba sed on   video came ra [6], but thi s  meth od  ne ed to  conve r t 2D vide o i m age to  3 D   model  with l a rge  amount  of  cal c ulatio n a nd t he e r ror is bi gger too.  Nav i gation of  mo bile robot   lo calizatio b a sed  on wi rele ss sensor n e two r k technol ogy  combi ne the  wirel e ss  sen s or net wo rk  wi th mobile  rob o bringi ng ab o u t expanding  its range of  percepti on,  providin g localizatio n and  path planni ng,  expandi ng th e ability of  the  rob o t nav igation [7 -10] . But Kine ct  is a   kind  of  3D  body fe el ing  came ra  with  the co re tech nology of im age ide n tifica tion, captu r in g RGB ima g e s 30 time per   se con d , and  also d e tectin g image d ept h, comb i ned  with the 2D  p l ane imag e p hotography a n d   3D de pth image photo g raphy tech nol ogy, posse ss ing the fun c tion s of re al-time dyna mic  captu r e, im ag e recognition,  3D me asure m ent, colo r reco gnition  an d so  on. Mi crosoft p r ovid e s   a   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Kinect and O p tim i zation Algorithm  Base d Mobile Rob o t Path Planning in… (Z he nzh ong Yu 6683 Wind ows pl atform SDK  ai ming at th device  body  sen s o r the extensio of the  u s ing  V C ++  prog ram m ing   tools whi c h can ea sily  extent  the  big  p o we r of Kine ct, providi ng  a goo d techn i cal   for that m obil e  ro bot  syste m  ba sed  on   Kinect  cr eate  real -time  3D  terrai n  mo del.  Benavide z with   his pa rtne r, studied the na vigation and t a rget tra c kin g  system of  mobile  robot  based on Kin e ct  and verifie d  that the reli ab ility of the system wa s val i dated by exp e rime nt [11]. Smise k  with  his  partne r , did  resea r che s  a bout the met hod s of real -time 3D mo deling a nd the targ et obj ect  orientatio n m e thod an d do  t he quantitative analysi s  for the mod e li ng and p o siti oning a c cura cy  [12]. Csaba  with hi s p a rtn e r, stu d ied th e ob stacl e  av oidan ce  of m obile  rob o t b a se d on  Kine ct  sen s o r  and fu zzy logi c [13].  In this pape r, obtaining 3 D  depth ima g ing and  RG B image information of d y namic  environ ment by employing  Kinect body sen s o r   device, doing real -time detectio n  and coll ecti ng  local  enviro n m ent informa t ion for m obi le ro bo t, to improve th environ ment  awa r en ess o f   sen s in g a b ility of the  syst em. Robot  re -plan s   and   a d just s the  pa th acco rdin to the  cha n g e  of   real -time envi r onm ental inf o rmatio n, to make the  effective use of local pla nnin g , to concl u d e  a   more  optimized path, to timely pro c e ss the info rm ation of en cou n tered  ra ndom  obsta cle s , so  as  to improve the overall pat h plannin g  of mob ile rob o t perform an ce . Among them, the impro v ed  artificial pote n tial field based on the alg o rithm of  gen etic tru s t regi on is ad opted , can effectiv ely   improve the e fficiency of pa th plannin g  for mobile robot     2. Kinematic  Modeling of the Rob o In the first pl ace, m o tion  model  of mo bile r obot  i s  establi s h ed, as sh own  in Figure  1.   Rob o t po sition vecto r  i s  rep r e s ente d  by a 3 D  vector X= T [] xy . x y is the lo ca tion  coo r din a te of  the ro bot in t he two - dim e n s ion a l spa c e.    is the  ori ent ation of the  robot relative to   the X axis, th at is, the angle betwee n  sp eed direct io n and X axis. It mainly has two pa ramete rs  controlling th e mobile robo t: speed v an d orientatio n angle  ω     (, ) x y     Figure 1. Rob o t Kinematic  Model       The kin e mati cs e quatio n can be e s tabli s he d by the robot kin e mati cs m odel:     co s 0 si n 0 01 x yV                                                                                                (1)    Liner velo city V and orienta t ion angle  ω  are the control variable s  o f  the mobile robot,  is the velocity  of the orienta t ion angle.       3. Path Planning  w i th Ki nect s e nsor   In ord e r to  a c hieve th e se curity of m o b ile rob o t in u n kn own dyna mic e n vironm ent, the  followin g  tasks n eed  to be   compl e ted: th e dete c ti on  of  terrain, o b st acle  re co gniti on, definition   o f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 9, September 20 14:  66 82 – 669 0   6684 movable a r e a , path pla n n i ng an d navig ation, etc.  Ki nect b ody se nso r  devi c can ge nerate t h e   depth field i m age flo w  a t  the spee of 30 frame s  pe r secon d , recre a te the re al-time  3D  environ ment  nea rby, co mplete the  detectio n  of  terrai n , ma p buildi ng, reco gnition  of the   obsta cle s  a n d  target a nd  pass thi s  info rmation to th e com pute r , so a s  to lay the foun dation  for  path plan ning  of mobile rob o t.            Figure 2. Path Planning  wi th Kinect       Acco rdi ng to  the built map s  and  ob stacl e  loca tio n  inf o rmatio n, the comp uter  ca lculate s   the coo r din a tes of the mobile rob o t, target and ob sta c le sp ace poi nt. According  to the results of  the coo r di nat es, the pote n t ial field mod e l of obje c tives an d ob sta c le s is  set u p , using  gen etic   trust re gion  algorith m  for solving the sub - go al  poi nt, with multiple su b-g oal  point eventually  make u p  glob al optimal pat h.      4. Path Planning Algorithm of Mobile Robo 4.1. The Improv ement Measur es of I m prov ed Artificial Potential Field Method   In orde r to overcome the d e fects of the  tr aditional a r ti ficial potential  field path plannin g   method, ma ke the followin g  improvem e n ts:       (1) The  targ e t ’s attra c tion f o r the  ro bot a nd ob sta c le s’ s repelli ng fo rce fo r the  ro b o t ca n   be tran sferre d into a kin d  of potential field st rength  and the meth od of  co mput ing strength  of  potential field  can be a dopt ed to repla c the traditional  vector contro l.  (2) Coeffici en item g 2 X X is adde d in the re pu lsion ve ctor,  so that the repul sion   vector i s  de creased u n til reaching  the t a rget at the  same time  wh en the robot  get clo s e to t h e   target p o int a nd the  attract i on get  de cre a se d,  with th e re pul sion v e ctor getting  decrea s e d  to  0   mean while. T hus the p r o b lem of target  unre a c habl due to th e re aso n  that the  ob stacle  an d   target point a r e too clo s e i s  solve d (3)  For "dea d  lock" p r obl e m  ca used by  local  minimu m point, the i n trodu ction  of  "bridgi ng  potential field "  to guide the robot out of the lo cal mini mum point s, namely an ad ditional poten tial  field  ad d U   is increased in the local minimum point.    4.2. Model of Impro v ed Artificial Pote ntial Field  Acco rdi ng to the above me asu r e s , mode l of  artificial potential field is esta blished:   (1) M odel of  the attracti ve potential of the target  for the om ni-di r e c tional  mobile  bodywork is shown in Form ula (2 ).    2 1 att g 2 () ( , ) Uk X XX                                                                                          (2)    Whe r e:   g (, ) XX ——the di sta n ce b e twe en  the curre n t position a nd th e target point  of the  cente r  point o f  the mobile robot’s b ody.  k ——the coefficient of the proportio nal po sition gai n.  X ——the lo cati on of the rob o t’s ce nter po int in the movement sp ace T [] x y g X ——po s ition  of the target points  T gg [] x y (2) T he mo de l of the repul sion potential  of the  th static ob sta c le fo r the omni -di r ection al  mobile car b o d y is sho w n i n  the formula  (3).   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Kinect and O p tim i zation Algorithm  Base d Mobile Rob o t Path Planning in… (Z he nzh ong Yu 6685    2 g 2 0 re p s 0 0 11 0. 5 , () if , 0 if , i i i i U         XX XX X XX XX                                                     (3)    Whe r e:   1, 2 , , in  , n   is the total numbe r of sta t ic obsta cle s ;   , i X X ——Th e  sho r test distan ce  betwe en the  curre n t positi on and the  i  th obs tac l of the cente r  of the mobile car b ody;  0 ——the effect ive influence distan ce of o b sta c le s   ——the coefficient of the proportio nal po sition gai n.  (3) Th e posit ion of the dynamic ob sta c le  and the  orientatio n of the motion can be  obtaine d with  the de pth fi eld ima ge flo w  at th e  spe ed of 3 0  fra m es  per second by  usi n g  the  sensory abilit y of the m obi le environm ent of the  Kinect. The environm ent information  can’t   be   fully reflected  only con s id ering the  po sition, as  dy namic o b sta c les a r e in m o tion. Whe n  the  relative  spe e d  bet wee n  th e dynami c   o b sta c le  and  the robot i s  i ndu cted i n to  the fun c tion  of  potential field ,  the model of  the repul si on potential  of the  r  th dynamic o b sta c le for the om ni- dire ctional m obile car bo d y  is set up an d as sho w n in  Formula  (4).         2 g 2 0 re p m 0 0 11 0.5 , si n () if , 0 if , r r r r r VV U               XX XX X XX XX                                    (4)    Whe r e:    1, 2 , , rm  , m  is the total numbe r of the mobile ob st acle ——propo rtio nal co efficient V ——the curre n t motion spe ed of the mob ile car b ody,  max m ax 23 , VV V   r V ——the curre n t motion spe ed of the  th dynamic o b st acle;   ——the motio n  orientatio n of the mobile car b ody   ——the curre n t motion orie ntation of the  th dynamic  obsta cle;   (4)  Whe n  the robot is in a l o cal mini mu m poi nt, the paved over pot ential is intro duced to  solve  th e pro b lem of  lo cal  minimum   poi nt, the m odel of the paved over potential is sho w n a s  in  Formul a (5 ).    2 gg a ad d ga (, ) ( , ) () 0( , ) s U  XX XX X XX                                                          (5)    Whe r e:   a ——the jud g i ng dista n ce whether the m obile car bo d y  has rea c h e d  the target p o int.  s ——the p r op ortional  coeffi cient.   So the overall  strengt h of potential field of t he omni-di r ectio nal mo b ile car b ody is sho w as Fo rmula  (6).The  stre ng th of the overall potent ial field that the Formul a (6 ) ad d the paved o v er  potential whe n  the robot is  at the local m i nimum poi nt.  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 9, September 20 14:  66 82 – 669 0   6686 at t r ep s r ep m 11 () ( ) ( ) nm ir ir UU U U    X XX                                                           (6)    att r eps r e p m a dd 11 () ( ) ( ) ( ) nm ir ir UU U U U    X XX X                                                (7)    Based o n  the  above model , in the proce ss of  the ro b o t’s moveme nt the minimum of the   sum  of the  st rength  of the  potentia l  field that  can  be  rea c h ed i s   seen as  the sub-g oal point   by  each sam p lin g perio d and  multiple su b-goal poi nt fo rm the global  optimizatio n path. The su m of  the strength  o f  the potential  field  is  sh own as Fo rmula  (6). In  or der to avoid the  shocks when t h e   sub - go al poin t  is nearby the local minim u m poin t, the method of vector  synthe sis is ado pted  to  make the ju d g ment wh eth e r the ro bot situates in the  local minimu m point. if so, the strength  of  the potential   field co ntain s  the pave d  o v er pote n ti al, s h own as  in formula (7).  If s e t the  robot’s   maximum sp eed be and sampling p e rio d  be , the range that the ro bot can rea c h in each  sampli ng  peri od i s  a  ci rcl e   with the  curre n t location to   be its center  and    to b e  its radi us.  In orde r to ensure the  motion stabili ty and exec ution efficien cy, the spee d of the rob o t’s  movement  can’t be too  small or to o l a rge,  so th at the su b-goal  point can b e  sel e cte d  In  the  annul ar regi on  ma x 0 ma x 0 23 , R Vt Vt (0 , 2 ) . As shown in Fig u re 3, the a nnula r   sha ded  part i n  the figure i s  the a r ea  of the su b- g oal  point can b e  sel e cte d . T he poi nt of the  sha ded p a rt i n  the figure can be d e scrib ed a s   co s xx R sin yy R . Thus, formula  (6) a nd form ula (7 ) is th e function b e twee n varia b les    and ma x 0 ma x 0 23 , R Vt Vt (0 , 2 ) . Set  1 cos zx R  , 2 si n zy R 12 (, ) zz z . From F o rm u l a (5 ) and   Formul a (6), i t  can be  co n c lud ed that when  Usin g ge netic tru s t re gion alg o rith m for solving  the   obje c tive function of the sub-g oal poi nt sho w n a s   F o rmul a (8 ) , that is, solvin g a cla ss  of linear  con s trai ned  o p timization  problem s a nd  usin g vect o r   synthe sis me thod jud ge  o u t that the  ro bot  locate in a l o cal mi nimu m point, Formula (8 ) ad d ed with pav ed over p o te ntial is u s ed  as  obje c tive function.                         att r eps r epm 11 mi n ( ) ( ) ( ) ( ) nm ir ir UU U U    zz z z          ( 8 )      Usi ng the qu adrati c  app ro ximation, con s tru c t su b-p r o b lem of con s t r aints trust re gion.        TT mi n ( ) 0 . 5 kk k q  d g dd G d                                (9)  .. s t   2 k d kk  zd     Whe r e, () kk U  g z k is th e ra diu s  of th e tru s t re gion 2 () kk U  Gz , it is very  complex to  solv e k G so that  Qua s i-n e wto n  method  is  use d  to con s truct  He ssi on  matrix B for  rep r e s entin g k G approximatel y.  k d is  the following tes t  s t ep.   is the value  range of R and The  symb ol in stru ction the  a l gorithm  in volved:  2 R z 12 (, ) kk k zz z 1 ( 1) 1 ( 1) 2 (, ) kk k zz  z 1 ( 1) 1 ( 1) 2 (, ) ee e kk k zz  z 1 kk k yg g ,:= rep r e s ent  assign ment, BFG S 1 k B   TT T T // kk k k k k k k k k k k  B yy y dB d d B d B d ,   the ratio of actual de cre a se am ount  and the fore cast  decrea s e a m ount is:      () ( ) / (0 ) ( ) kk k kk k kk k UU rU q qq   zz d d                                                           (10)  max V 0 t ma x 0 Vt R Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Kinect and O p tim i zation Algorithm  Base d Mobile Rob o t Path Planning in… (Z he nzh ong Yu 6687 Among them,  whe n  re solv ing  1 mi n ( ) e k U z , Using  g enetic  algo rithm for q u ick solving  1 mi n ( ) e k U z  obtain s  the  i t eration  point  Supe rior to t he  current  po int and th us result i n  the fi nal  s u b- g o a l  po int r e c e ivin g the  va r i ab les   R  a nd  . The fin a linear velo city V an d o r ient ation a ngle  ω  of the mo b ile ro bot i s  ca lculate d  out  u s ing  varia b le R  and  , thus  the path  plan ning of th e   mobile robot i s  obtain ed.       V m a x T 0 2 V m a x T 0 /3 R ¦È X Y C u rr e n t  p o s it ion O ( x , y )     Figure 3. Selected  Ran ge  of Sub-go al Point      5. Experiment and Analy s is  5.1. The Sy st em Structur e of the Mo b ile Robot Path Planning Based on  Kinect  The structu r e  of the control  sy stem of the mobile ro bo t is mainly made up of Kinect body  sen s o r  devi c e, com puter,  mobile  rob o t. The  system   structu r e of th e path pl anni ng is  as  sh own in  Figure 4:          Figure 4. Con t rol Fram ewo r k of t he Mobi le Rob o t Based on Kine ct      The pe rceptio n of obst a cle s  an d terrain i n  t he dynami c  environme n t  is reali z e d  b y  using   the rgb im ag e an d 3 D  im a ge g ene rated  by the  body  sen s o r  d e vice of Kin e ct,  make  the  re al -time  detectio n  a n d  receive th e surrou ndin g  dyna mic e n vironm ent.  The  com put er  analy z and  pro c e ss th e origin al data  strea m  of the 3D de pth image, di stan ce sen s o r s a nd rgb im ag e to  reali z e the id entification a nd po sitionin g  for t he goa l and obsta cl e. The cha r a c teri stics of the  surro undi ng dynamic e n vironm ent of the mobile  ro bot are su ppl ied by the rgb image and  3D  depth ima ge,  inclu d ing th e ch ara c te rist ics  of the  si ze, distan ce  a nd color. T h e  self ori entati o n   and targ et po sitionin g  of the robot in u n known  enviro n m ent is re alized by usin g SLAM algorith m   or VF H/VFH+ al gorith m . The  co ordi nate of th goal, o b sta c l e  an d robot  is  obtaine d, the  improve d  artif i cial p o tential  field is  con s tructed,  sub - g o a l point i s  cal c ulate d  with t he alg o rithm  of  the ge netic trust  regi on, th e glo bal  opti m al p a th  i s   f o rme d  with multiple sub - goal point by  the  positio ning  o f  the goal a nd the  robot  itsel f. The  movement  speed V a n d  orientatio angle  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 9, September 20 14:  66 82 – 669 0   6688 veloc i ty  ω  of the variable s  of the moti on co ntrol i s   obtaine d fro m  the com p u t er by the m obile   robot to adju s t its movement state and  movement  m o tion and real ize the free -collision m o tio n   5.2. Experiment  In order to ve rify the effe cti v ity of the sy st em con s tru c t ,  the exi s ting  con d ition s   sh ould  be  made use of:  robot 、、 b o d y se nsor  device  of t he Mi crosoft Kinect c o m puter dyna mic  obsta cle s static ob stacl e s. The effective experim ent   system is  co nstru c ted  and  the experim ent  of the path plannin g  is de si gned. The ex perim ental scene is  sho w as in Figu re 5 .           Figure 5. Experime n tal Sce n e       The initial pa rameters of the algorith m  is sele cted a s :   00 0.0 5 ( ) Uz   1 0.1 2 0.0 3 3 0.0 5 0.5 ab 1.5 M 1 0.15 2 0. 3 02 2 BI 1 0.3 5 2 0. 75 3 1.2 5 , N=20,  0. 99 c P 0.05 m P max 10 0 T 0. 1 , length of the cod e l =32,  max V 0.3m/s,  0 t 3s,  0m a x 0 (5 / 6 , 0 ) zV t k 1,  2,  0.1,  n 2,  m 2,  s 0.3,  π /2,  0 1m,  a 0.15m, the o r ig inal point of t he ro bot  (1.00,0.25 ), the go al poi nt (1. 35,3.6 5 ),  the unit is  m. Accordi ng t o  the e s tabli s he d coordin a te  system, m u ltiple typical p o i nts in  the  proce s s of  th mobile  ro bot’ s  m o tion i s   reco rde d  by  the  comp uter. T h e fitting path  curve  of the  multiple poi nts is  sh own a s  Fig u re  6. T he pote n tial field  stren g th and t he algo rithm’ s execute time of the ty pical point in the motion traje c tory is sho w as  Table 1.           Figure 6. The  Motion Traje c tory of the Mobile Robot   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Kinect and O p tim i zation Algorithm  Base d Mobile Rob o t Path Planning in… (Z he nzh ong Yu 6689 Table 1. The  Typical Point’ s Execute Ti me and t he P o tential Field  Strength in th e Traje c tory   points x/m   y/m   time/ms  field  strength   1 1.00  0.25  17  43.635   2 0.98  0.83  19  41.729   3 0.99  1.17  20  40.109   4 1.01  1.42  16  38.987   5 1.07  1.57  15  35.679   6 1.17  1.97  17  30.250   7 1.25  2.09  10  27.629   8 1.30  2.31  21  24.873   9 1.42  2.42  14  20.298   10 1.57  2.65  19  19.234   11 1.62  2.80  22  16.378   12 1.64  3.05  16  12.394   13 1.61  3.33  19  9.234   14 1.57  3.52  4.983   15 1.35  3.63  12  0.002       From the an alysis of the  mobile rob o t ’s  trajecto ry, the experim ent sho w s that the   behavio r of t he mo bile  ro bot ha s g ood  stability,  co n s iste ncy, an d  contin uity. The defe c t of t h e   method  of tra d itional  artifici al pote n tial fi eld  ca n  be  ov ercome  by th e integ r ation   of the m odel   of  improve d  arti ficial potentia l field and g enetic  al go rithm and it ha s a faste r   co nverge d spe e d   whe n  the su b-go al point i s  solve d . It can be  s een f r om the expe riment the m obile ro bot can   quickly avoid  the static a nd dynami c   obsta cle s   an d rea c h the t a rget lo catio n  quickly wit hout  colli sion.  Thi s   archite c ture can better achieve  t he p a th plan ning ta sk  of the mo bile ro bot in t h e   dynamic e n vironm ent.       6. Conclusio n   This p ape r p r opo se s the  path plan nin g  met hod of  the mobile  robot in the  dynamic  environ ment  based o n  the  Kinect b ody  sen s o r  d e vi ce with th e lat e st visio n   se nsin g technol ogy.  Obtainin g the  real -time current 3 D  terrai n inform ation by  usin the body  sen s or device of  Kinect   can p e rceive  the dynamic environme n t informati on  of the robot’s surrou nding s effectively and   usin g the me thod of improved artificial  potent ial field based on the geneti c  trust regi on ca n   overcome the  defect of the traditional a r tificial  potential  field method and re alize the optimizatio of the path  pl annin g . The  system  of the mobile   ro b o t based o n  t he Kine ct an d the meth od  of  improved artificial  potential  field has been verified  that  it has a bett e r St ability and practicabil i ty,  can  better m eet the  dema nd of th real -time  cont rol,  reali z e th e p a th plan ning  ta sk of the  mo b ile   robot in the  dynamic e n vironm ent and  suppl y a ne w app roa c h f o r the path  planni ng of the   mobile robot.       Referen ces   [1]  Z hu DQ,  Y an MZ . Surve y   on  techno lo g y  of  mobil e  ro bot p a th pl an nin g Contro l an d D e cisio n . 2 010;  25(7): 96 1-9 6 7 .   [2]  Z hou LF , Xu F .   A  method for p a th pla n n i ng of  mobil e  robot a ccounti ng for u n certai nt y .   Micr oel ectronics   & Computer . 2 010; 27( 7): 86- 89.   [3]  Che n  LB,  Y o u  B. Robot’ s   d y n a mic tracki n g  an obst a cl e-avo i di ng b a s ed o n  evo l uti o nar y artifici al   potenti a l fie l d.  T e chni qu es of auto m ati on a n d  app licati ons   200 7; 26(4): 8- 10.   [4]  Kuan g F ,  W a n g   YN. Robot p a th pl ann in g b a sed  on h y b r i d  artificial  pote n t ial fiel d/ ge net ic alg o rithm.   Journal of system  simulation 200 6; 18(3): 77 4-77 7.  [5]  Park M, Jeon  J, Lee M. Obstacle  avoi da nce  for m obil e  ro b o ts usin g artifi cial p o tenti a l fi eld  appr oac h   w i t h  sim u late d  ann ea lin g.  Pr oceedings of  the 2001 IEEE Inte rnational Symposium   on Industrial  Electron ics , Pusan: Institute of Electrical a nd  Electron ics En gin eers. 20 01: 153 0-15 35.   [6]  Ravari  A  R  N,  T aghira d H D  and  T a mjidi  A  H. V i si on-b a s ed fuzz y n a vi gatio n of mo bi le ro bots  i n   grassl and e n vir onme n ts[C]. in  Advanc ed Intel lige n t Mechatr onics AIM 2009. IEEE/ASME  Internation a Confer ence  on . 2009: 14 41-1 446.   [7]  Xu e H,  T a o y i, MHX. Re al-tim path pl an nin g  base d  on  w i r e less se nsor n e t w o r k for mob ile ro bot un de r   unkn o w n  envir onme n t.  Applic ation res earch  of computers . 200 8; 25(7): 20 29-2 032.   [8]  Z hu QD, W u  YB. Path pla n n in g of mob i l e  robots b a se on the  w i re les s  sensor  net w o rk.  Journ a l of   Canc er Rese ar ch and Cli nica l Oncolo gy . 201 0; 38(12): 1 13- 116.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 9, September 20 14:  66 82 – 669 0   6690 [9]  Li W F . W i reless sensor net w o rk and mob ile r obot contro l. Beiji ng:  Scie nce press . 200 9.  [10]  Sheu JP , Pras an KS. Ef ficie n t path  pla nni ng a nd  data  g a theri ng  proto c ols for the  w i reless s ens o r   net w o rk.  Co mp uter Co mmu n ic ation . 20 10; 33 (5): 398-4 08.   [11]  Patrick Ben a vi dez. Mob ile  Ro bot  Nav i gati on  and T a rget T r a cking  S y stem.  Internatio na l C onfere n ce  o n   Systems En gin eeri n g Albu qu erqu e, Ne w  Me xic o . 201 1: 299 -304.   [12]  Jan S, Micha l  J,  T o mas P .   3D  w i th Ki nec t.  IEEE  International Confer ence on Computer V i s i on  W o rkshops . Ba rcelo na, Spa i n.  201 1: 1 1 54-1 1 60.   [13]  Csab a G, Vámoss y  Z .  F u zz y   Based Obstac l e   A v oid anc e fo r Mobil R o b o ts  w i t h  Kin e ct Sensor IEEE   Internatio na l Symp osi u on L ogistics a nd In dustria l Informatics , Smolen ic e, Slovaki a . 20 12: 101- 10 5.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.