復雜環(huán)境下移動機器人路徑規(guī)劃方法研究.pdf

1、路徑規(guī)劃問題是移動機器人研究領域的一個最基本、最關鍵的課題，它解決的是移動機器人在工作環(huán)境中如何行走的問題。本文主要研究移動機器人在不同環(huán)境下的路徑規(guī)劃，包括一般環(huán)境下點對點之間的路徑規(guī)劃與改善，溫室環(huán)境下圍繞農(nóng)作物生長區(qū)域半包圍式的路徑規(guī)劃和三維立體環(huán)境下的路徑規(guī)劃。針對在這三種環(huán)境下機器人路徑規(guī)劃的不同特點分別開發(fā)了相應的算法，并通過仿真實驗驗證了相應算法的有效性。本文的研究工作主要分為以下三個部分：
　　1.提出用于改善路徑

2、質量的平滑蟻群算法。在利用蟻群算法進行路徑規(guī)劃時，機器人所走路徑節(jié)點都是自由柵格的中心點，這樣就造成了機器人會出現(xiàn)不必要的轉彎和行走一些多余的路徑。應用平滑蟻群算法將蟻群算法規(guī)劃出來的最優(yōu)路徑進行平滑處理，在處理過程中，將機器人所在的當前節(jié)點與轉折點后的其它節(jié)點連接，如果連接線沒有穿越障礙物區(qū)域，則當前連接的線段就可以作為新的路徑代替原來路徑，并將中間不必要的節(jié)點刪除，否則對當前路徑不作任何改動。
　　2.提出一種溫室環(huán)境下的路徑

3、規(guī)劃方法。在溫室環(huán)境下，農(nóng)民會將農(nóng)作物按照一定結構來種植，機器人在溫室內(nèi)工作，就需要圍繞著農(nóng)作物進行運動，運動的同時對農(nóng)作物進行噴藥、施肥等工作。針對溫室內(nèi)機器人的特殊路徑規(guī)劃方式，將蟻群算法和人工勢場法相結合，綜合利用蟻群算法全局搜索和正反饋的特點以及人工勢場法能夠定向運動和預先規(guī)避障礙物的優(yōu)點，在規(guī)定機器人的工作區(qū)域和起止點之后，新的勢場蟻群算法會根據(jù)要求規(guī)劃出機器人的最優(yōu)路徑。
　　3.提出一種在三維環(huán)境下利用蟻群算法進行路