動態(tài)環(huán)境下機器人混合型路徑規(guī)劃算法.pdf

1、移動機器人研究領(lǐng)域的一個關(guān)鍵問題是路徑規(guī)劃,它引起了國內(nèi)外學(xué)者們廣泛的關(guān)注。路徑規(guī)劃問題是機器人執(zhí)行其他各種復(fù)雜任務(wù)的先決條件。簡言之,移動機器人路徑規(guī)劃是指移動機器人如何充分有效的利用環(huán)境信息,規(guī)劃出一條適當?shù)膹钠瘘c到終點的避障路徑,使該路徑可行且較優(yōu)。因此,如何使機器人在復(fù)雜多變、不確定的環(huán)境下有效的進行路徑規(guī)劃是移動機器人領(lǐng)域亟待解決的難題。
　　 傳統(tǒng)的路徑規(guī)劃方法包括基于全局的規(guī)劃方法和基于局部的規(guī)劃方法。二者都存在著

2、各種各樣的缺陷:全局規(guī)劃法是先建立地圖,在此之上離線采用優(yōu)化算法規(guī)劃路徑。但是在動態(tài)環(huán)境下,由于機器人對動態(tài)障礙物沒有先驗信息,不能離線的做出一次性的全局規(guī)劃;而局部規(guī)劃法雖然可以在線實時探測障礙物信息,但由于缺乏全局信息無法對運動路徑進行優(yōu)化。當移動機器人的工作環(huán)境變得復(fù)雜多變,對機器人完成任務(wù)的要求越來越高時,傳統(tǒng)的路徑規(guī)劃方法已經(jīng)遠遠不能滿足要求了。
　　 針對傳統(tǒng)路徑規(guī)劃方法的缺陷,本文提出了一種基于全局規(guī)劃和局部規(guī)劃相

3、結(jié)合的混合型規(guī)劃方法。機器人在獲得全局環(huán)境信息后先進行全局路徑規(guī)劃,然后將粗略的全局規(guī)劃使用到局部規(guī)劃之中,在行進過程中根據(jù)實時探測到的環(huán)境(機器人的視域)‘邊走邊看’(滾動優(yōu)化),不斷修正運動路線。這種混合型方法將全局尋優(yōu)問題轉(zhuǎn)換為局部尋優(yōu),可以將環(huán)境的全局信息和局部信息有機的進行結(jié)合,既吸取了傳統(tǒng)局部規(guī)劃的在線實時規(guī)劃的優(yōu)點,又引入了能對運動路徑優(yōu)化這一傳統(tǒng)全局規(guī)劃方法的優(yōu)點。最后通過計算機仿真表明該方法可行,具有實時性,穩(wěn)定性并具