發(fā)布時間：2023-12-12 18:52

　　隨著移動機器人技術(shù)不斷發(fā)展,其應(yīng)用場景越來越廣泛。輪式移動機器人不僅具有移動靈活、速度快、效率高等特點,而且適合在復(fù)雜的動態(tài)環(huán)境中作業(yè)。路徑規(guī)劃是移動機器人正常作業(yè)的前提,隨著輪式移動機器人應(yīng)用的普及與推廣,其作業(yè)環(huán)境復(fù)雜化、作業(yè)對象多樣化、作業(yè)性能高質(zhì)化、作業(yè)效率高效化,路徑規(guī)劃與靜動態(tài)避障是制約其應(yīng)用的主要問題,優(yōu)質(zhì)的規(guī)劃和避障算法研究至關(guān)重要,一直以來都是研究的熱點。本文以輪式移動機器人為研究對象,采用改進(jìn)A*(A-Star)算法、改進(jìn)人工勢場法(Artificial Potential Field Method)與混合算法,實現(xiàn)了輪式移動機器人在動態(tài)環(huán)境下的路徑規(guī)劃與避障,其主要研究內(nèi)容如下:首先,對輪式移動機器人非完整系統(tǒng)與非完整約束條件進(jìn)行了詳盡分析,建立了輪式移動機器人運動學(xué)模型。在多目標(biāo)作業(yè)環(huán)境下,針對輪式移動機器人全局路徑規(guī)劃問題,采用改進(jìn)A*算法并應(yīng)用目標(biāo)成本函數(shù)對環(huán)境中所有目標(biāo)點進(jìn)行優(yōu)先級判定,依次搜索當(dāng)前優(yōu)先級最高的目標(biāo)點,實現(xiàn)單次搜索可規(guī)劃一條到達(dá)多個目標(biāo)點的安全路徑。同時基于輪式移動機器人非完整約束條件,采用自適應(yīng)圓弧優(yōu)化算法優(yōu)化全局路徑。針對傳統(tǒng)A*搜索算...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 移動機器人路徑規(guī)劃與研究現(xiàn)狀
        1.2.1 移動機器人路徑規(guī)劃
        1.2.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 本文主要工作
第2章 移動機器人路徑規(guī)劃理論基礎(chǔ)
    2.1 環(huán)境建模方法
    2.2 全局路徑規(guī)劃
    2.3 局部路徑規(guī)劃
    2.4 移動機器人非完整系統(tǒng)與非完整約束條件
    2.5 輪式移動機器人運動學(xué)模型
    2.6 本章小結(jié)
第3章 基于A*算法的移動機器人多目標(biāo)全局路徑規(guī)劃
    3.1 環(huán)境模型描述
    3.2 傳統(tǒng)A*算法
    3.3 改進(jìn)多目標(biāo)A*算法
        3.3.1 多目標(biāo)A*算法
        3.3.2 自適應(yīng)圓弧優(yōu)化算法
        3.3.3 仿真分析
    3.4 加權(quán)障礙物步長調(diào)節(jié)算法
        3.4.1 仿真分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 動態(tài)環(huán)境下基于人工勢場法的局部路徑規(guī)劃
    4.1 傳統(tǒng)人工勢場法
    4.2 改進(jìn)人工勢場法
        4.2.1 針對目標(biāo)點不可到達(dá)改進(jìn)人工勢場法
        4.2.2 針對局部震蕩問題與局部最小陷阱問題改進(jìn)人工勢場法
    4.3 仿真分析
        4.3.1 改進(jìn)算法后目標(biāo)點不可達(dá)仿真結(jié)果
        4.3.2 改進(jìn)算法后局部震蕩仿真結(jié)果
        4.3.3 改進(jìn)算法后擺脫最小陷阱仿真結(jié)果
        4.3.4 躲避移動障礙物+追擊移動目標(biāo)點仿真
    4.4 本章小結(jié)
第5章 動態(tài)環(huán)境下基于混合算法的路徑規(guī)劃
    5.1 改進(jìn)動態(tài)窗口法
        5.1.1 移動機器人運動學(xué)模型與速度采樣
        5.1.2 改進(jìn)評價函數(shù)
    5.2 預(yù)瞄偏差角算法追蹤動態(tài)目標(biāo)
    5.3 仿真分析
        5.3.1 躲避動態(tài)障礙物+到達(dá)多目標(biāo)點
        5.3.2 躲避動態(tài)障礙物+追擊動態(tài)目標(biāo)點
    5.4 預(yù)瞄偏差角算法實驗驗證
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝



本文編號：3873442