復(fù)雜環(huán)境下移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃方法研究.pdf

1、路徑規(guī)劃問題是移動(dòng)機(jī)器人研究領(lǐng)域的一個(gè)最基本、最關(guān)鍵的課題，它解決的是移動(dòng)機(jī)器人在工作環(huán)境中如何行走的問題。本文主要研究移動(dòng)機(jī)器人在不同環(huán)境下的路徑規(guī)劃，包括一般環(huán)境下點(diǎn)對(duì)點(diǎn)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(zhǎng)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(duì)在這三種環(huán)境下機(jī)器人路徑規(guī)劃的不同特點(diǎn)分別開發(fā)了相應(yīng)的算法，并通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了相應(yīng)算法的有效性。本文的研究工作主要分為以下三個(gè)部分：
　　1.提出用于改善路徑

2、質(zhì)量的平滑蟻群算法。在利用蟻群算法進(jìn)行路徑規(guī)劃時(shí)，機(jī)器人所走路徑節(jié)點(diǎn)都是自由柵格的中心點(diǎn)，這樣就造成了機(jī)器人會(huì)出現(xiàn)不必要的轉(zhuǎn)彎和行走一些多余的路徑。應(yīng)用平滑蟻群算法將蟻群算法規(guī)劃出來(lái)的最優(yōu)路徑進(jìn)行平滑處理，在處理過程中，將機(jī)器人所在的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)與轉(zhuǎn)折點(diǎn)后的其它節(jié)點(diǎn)連接，如果連接線沒有穿越障礙物區(qū)域，則當(dāng)前連接的線段就可以作為新的路徑代替原來(lái)路徑，并將中間不必要的節(jié)點(diǎn)刪除，否則對(duì)當(dāng)前路徑不作任何改動(dòng)。
　　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(huì)將農(nóng)作物按照一定結(jié)構(gòu)來(lái)種植，機(jī)器人在溫室內(nèi)工作，就需要圍繞著農(nóng)作物進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的同時(shí)對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行噴藥、施肥等工作。針對(duì)溫室內(nèi)機(jī)器人的特殊路徑規(guī)劃方式，將蟻群算法和人工勢(shì)場(chǎng)法相結(jié)合，綜合利用蟻群算法全局搜索和正反饋的特點(diǎn)以及人工勢(shì)場(chǎng)法能夠定向運(yùn)動(dòng)和預(yù)先規(guī)避障礙物的優(yōu)點(diǎn)，在規(guī)定機(jī)器人的工作區(qū)域和起止點(diǎn)之后，新的勢(shì)場(chǎng)蟻群算法會(huì)根據(jù)要求規(guī)劃出機(jī)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(jìn)行路