隨著移動機器人技術不斷發展,其應用場景越來越廣泛。輪式移動機器人不僅具有移動靈活、速度快、效率高等特點,而且適合在復雜的動態環境中作業。路徑規劃是移動機器人正常作業的前提,隨著輪式移動機器人應用的普及與推廣,其作業環境復雜化、作業對象多樣化、作業性能高質化、作業效率高效化,路徑規劃與靜動態避障是制約其應用的主要問題,優質的規劃和避障算法研究至關重要,一直以來都是研究的熱點。本文以輪式移動機器人為研究對象,采用改進A*(A-Star)算法、改進人工勢場法(Artificial Potential Field Method)與混合算法,實現了輪式移動機器人在動態環境下的路徑規劃與避障,其主要研究內容如下:首先,對輪式移動機器人非完整系統與非完整約束條件進行了詳盡分析,建立了輪式移動機器人運動學模型。在多目標作業環境下,針對輪式移動機器人全局路徑規劃問題,采用改進A*算法并應用目標成本函數對環境中所有目標點進行優先級判定,依次搜索當前優先級最高的目標點,實現單次搜索可規劃一條到達多個目標點的安全路徑。同時基于輪式移動機器人非完整約束條件,采用自適應圓弧優化算法優化全局路徑。針對傳統A*搜索算...

【文章頁數】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 移動機器人路徑規劃與研究現狀
        1.2.1 移動機器人路徑規劃
        1.2.2 國內外的研究現狀
        1.2.3 本文主要工作
第2章 移動機器人路徑規劃理論基礎
    2.1 環境建模方法
    2.2 全局路徑規劃
    2.3 局部路徑規劃
    2.4 移動機器人非完整系統與非完整約束條件
    2.5 輪式移動機器人運動學模型
    2.6 本章小結
第3章 基于A*算法的移動機器人多目標全局路徑規劃
    3.1 環境模型描述
    3.2 傳統A*算法
    3.3 改進多目標A*算法
        3.3.1 多目標A*算法
        3.3.2 自適應圓弧優化算法
        3.3.3 仿真分析
    3.4 加權障礙物步長調節算法
        3.4.1 仿真分析
    3.5 本章小結
第4章 動態環境下基于人工勢場法的局部路徑規劃
    4.1 傳統人工勢場法
    4.2 改進人工勢場法
        4.2.1 針對目標點不可到達改進人工勢場法
        4.2.2 針對局部震蕩問題與局部最小陷阱問題改進人工勢場法
    4.3 仿真分析
        4.3.1 改進算法后目標點不可達仿真結果
        4.3.2 改進算法后局部震蕩仿真結果
        4.3.3 改進算法后擺脫最小陷阱仿真結果
        4.3.4 躲避移動障礙物+追擊移動目標點仿真
    4.4 本章小結
第5章 動態環境下基于混合算法的路徑規劃
    5.1 改進動態窗口法
        5.1.1 移動機器人運動學模型與速度采樣
        5.1.2 改進評價函數
    5.2 預瞄偏差角算法追蹤動態目標
    5.3 仿真分析
        5.3.1 躲避動態障礙物+到達多目標點
        5.3.2 躲避動態障礙物+追擊動態目標點
    5.4 預瞄偏差角算法實驗驗證
    5.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果
致謝



本文編號：3873442