未知環(huán)境下機(jī)器人路徑規(guī)劃算法的研究.pdf

1、路徑規(guī)劃是機(jī)器人研究領(lǐng)域的一個(gè)重要方面，也是機(jī)器人導(dǎo)航最重要的任務(wù)之一。路徑規(guī)劃的定義是:在具有障礙物的運(yùn)行環(huán)境中，按照一定的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，尋找一條從起始位姿到目標(biāo)位姿的無(wú)碰撞路徑。本課題主要是以移動(dòng)機(jī)器人為研究對(duì)象，分析總結(jié)了目前應(yīng)用于移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃的幾種算法。其中深入的研究了人工勢(shì)場(chǎng)法和快速擴(kuò)展隨機(jī)樹(shù)法（RRT算法），針對(duì)兩種算法在應(yīng)用中存在的局限性或者缺陷，提出了相應(yīng)的改進(jìn)方法，并通過(guò)仿真驗(yàn)證，證實(shí)了改進(jìn)算法的有效性和可靠性。

2、r>　　本文的主要內(nèi)容主要包括以下幾部分:
　　首先，介紹了機(jī)器人路徑規(guī)劃問(wèn)題的研究背景以及本課題研究的目的和意義，綜合了國(guó)內(nèi)外在該方向上的研究現(xiàn)狀，并且簡(jiǎn)單的介紹了移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃發(fā)展方向。對(duì)比目前比較常用的機(jī)器人路徑規(guī)劃的方法，并進(jìn)行深入的分析與研究，在分析了它們的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)也提出了它們存在的不足。
　　然后，詳細(xì)介紹了局部路徑規(guī)劃方法經(jīng)典人工勢(shì)場(chǎng)法的原理，綜合分析經(jīng)典人工勢(shì)場(chǎng)法在路徑規(guī)劃存在的問(wèn)題。傳統(tǒng)的人工勢(shì)場(chǎng)法在

3、機(jī)器人路徑規(guī)劃中存在障礙物附近目標(biāo)不可達(dá)(GNRON)和局部極小值問(wèn)題，針對(duì)目標(biāo)不可達(dá)問(wèn)題，使用改進(jìn)斥力場(chǎng)函數(shù)的方法。針對(duì)局部極小值問(wèn)題，在改進(jìn)人工勢(shì)場(chǎng)法的基礎(chǔ)上，利用隨機(jī)逃離和沿等勢(shì)線逃離的方法，并且對(duì)此方法進(jìn)行分析和改進(jìn)，改進(jìn)后的方法優(yōu)化處理了機(jī)器人的避障路徑。此外還可以利用設(shè)置臨時(shí)子目標(biāo)點(diǎn)的方法使機(jī)器人走出局部極小值的陷阱。最后仿真結(jié)果證明了改進(jìn)方法的有效性和可靠性。
　　最后，詳細(xì)介紹了RRT算法的基本原理，并且分析RRT