一種自主機(jī)器人動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，人類對(duì)機(jī)器人的利用越來(lái)越廣泛，特別是近年來(lái)人工智能的迅速崛起，使機(jī)器人的利用越來(lái)越接近人類的現(xiàn)實(shí)生活。因此對(duì)機(jī)器人的研究是當(dāng)今社會(huì)炙手可熱的熱點(diǎn)，而對(duì)機(jī)器人路徑規(guī)劃的研究是一切問(wèn)題的核心，讓機(jī)器人按照人的思維去完成相應(yīng)的功能是人們研究機(jī)器人的根源所在，相關(guān)專家學(xué)者在路徑規(guī)劃領(lǐng)域雖然取得了一些成果，但大多都停留在算法的仿真階段且具有一定的局限性。
　　本課題把實(shí)驗(yàn)室環(huán)境假想成未知環(huán)境，并在該環(huán)境下進(jìn)行局部

2、路徑規(guī)劃。局部路徑規(guī)劃是機(jī)器人在環(huán)境信息和障礙物信息不確定的情況下，利用自身所帶的傳感器和相關(guān)的算法對(duì)環(huán)境進(jìn)行推算分析，規(guī)劃出從起始點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的最短路徑。在對(duì)傳統(tǒng)算法和智能算法從計(jì)算量及應(yīng)用場(chǎng)景等方面進(jìn)行了分析之后，確定把人工勢(shì)場(chǎng)法作為本次設(shè)計(jì)的主要算法，人工勢(shì)場(chǎng)法的本質(zhì)是借助勢(shì)場(chǎng)函數(shù)來(lái)改變機(jī)器人所受到的勢(shì)場(chǎng)力，最終達(dá)到避障的目的。針對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇了實(shí)驗(yàn)所用到的元器件和主控芯片，對(duì)相關(guān)器件進(jìn)行測(cè)試后搭建了硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。對(duì)傳統(tǒng)人工勢(shì)場(chǎng)法進(jìn)

3、行了重點(diǎn)的分析研究，并進(jìn)行了MATLAB仿真實(shí)驗(yàn)。
　　針對(duì)傳統(tǒng)人工勢(shì)場(chǎng)法在機(jī)器人動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃中存在的缺陷，提出了相關(guān)的改進(jìn)措施，在傳統(tǒng)人工勢(shì)場(chǎng)法的基礎(chǔ)上加入了速度因子，降低機(jī)器人相對(duì)于障礙物的速度，從而使機(jī)器人在遇到障礙物時(shí)能做出及時(shí)的判斷，并且能調(diào)整其所受障礙物斥力的大小及方向，避免了機(jī)器人與障礙物發(fā)生碰撞。對(duì)于凹面局部最小值問(wèn)題，增加一個(gè)常量來(lái)改變凹面形的能量值以此來(lái)使機(jī)器人擺脫局部極小值，或者增加一個(gè)外力F，該外力與機(jī)器人