自主移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃的RRT算法研究.pdf

1、移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃技術(shù)是自主移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航的核心技術(shù)之一，而路徑規(guī)劃技術(shù)是導(dǎo)航技術(shù)研究的一個(gè)關(guān)鍵課題。路徑規(guī)劃的任務(wù)是:依據(jù)一定的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則（如距離最短、時(shí)間最短、工作代價(jià)最小等等），在一個(gè)存在障礙物的工作環(huán)境內(nèi)，尋求一條從初始點(diǎn)開(kāi)始到目標(biāo)點(diǎn)結(jié)束的較優(yōu)的無(wú)碰撞路徑。該論文旨在結(jié)合實(shí)際環(huán)境對(duì)自主移動(dòng)機(jī)器人的路徑規(guī)劃進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。
　　該論文首先分析了目前幾種典型的移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃算法，并對(duì)各算法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了歸納總結(jié)。通過(guò)對(duì)快

2、速擴(kuò)展隨機(jī)樹（Rapidly-ExploringRandomTree，RRT）算法和RRT-ConCon算法的深入研究，在此基礎(chǔ)上提出了兩種改進(jìn)算法，以提高算法的穩(wěn)定性和計(jì)算效率。具體的研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　針對(duì)快速擴(kuò)展隨機(jī)樹(RRT)算法缺乏穩(wěn)定性和收斂速度慢的問(wèn)題，借鑒偏向目標(biāo)搜索的思想，提出一種改進(jìn)的路徑規(guī)劃算法。該算法采用偏向目標(biāo)點(diǎn)搜索的策略，使搜索樹易于朝著目標(biāo)點(diǎn)方向生長(zhǎng);該算法引入隨機(jī)節(jié)點(diǎn)生成函數(shù)和步長(zhǎng)調(diào)整函

3、數(shù)，有效躲避了障礙物、避免了路徑陷入局部極小并加快了路徑的收斂速度。
　　針對(duì)雙向快速擴(kuò)展隨機(jī)樹缺乏穩(wěn)定性的問(wèn)題，提出一種基于RRT-ConCon算法改進(jìn)的雙向搜索路徑規(guī)劃算法。該算法將RRT-ConCon算法與偏向目標(biāo)點(diǎn)搜索的思想相結(jié)合，通過(guò)改變搜索樹的構(gòu)建過(guò)程，提高了算法的穩(wěn)定性，同時(shí)保證了算法的收斂速度。同時(shí)，該算法引入隨機(jī)節(jié)點(diǎn)生成函數(shù)有效躲避了障礙物、避免了路徑陷入局部極小。
　　為建立各種所需的工作環(huán)境空間，利用M