近年來(lái),人工智能技術(shù)引起了人們的高度重視,移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域逐漸成為當(dāng)前世界各國(guó)研究的熱點(diǎn)。移動(dòng)機(jī)器人綜合了計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、機(jī)構(gòu)學(xué)、控制論等學(xué)科專業(yè)技術(shù),成為人工智能發(fā)展活躍的領(lǐng)域之一。其中,路徑規(guī)劃與軌跡跟蹤是移動(dòng)機(jī)器人決策與控制中的核心技術(shù),如何使移動(dòng)機(jī)器人高效地規(guī)劃出一條最優(yōu)、安全的路徑,同時(shí)實(shí)現(xiàn)精確的軌跡跟蹤控制一直是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的研究方向。首先,通過(guò)分析移動(dòng)機(jī)器人環(huán)境建模方法,選擇柵格建模法對(duì)空間環(huán)境進(jìn)行建模。利用激光雷達(dá)和Clearpath ROS機(jī)器人建立了機(jī)械樓某房間真實(shí)環(huán)境下的地圖模型,并在MATLAB中對(duì)所得地圖進(jìn)行處理,最終得到柵格地圖模型。其次,對(duì)環(huán)境地圖模型進(jìn)行高密度化處理,探討了A*算法路徑規(guī)劃的基本原理及搜索流程,通過(guò)對(duì)A*算法實(shí)施擴(kuò)展鄰域搜索策略,增加了每次搜索方向的數(shù)量;對(duì)由A*算法生成的路徑進(jìn)行曲線擬合處理,使得路徑更加平滑、安全;分別從路徑規(guī)劃結(jié)果、長(zhǎng)度、時(shí)間三個(gè)角度對(duì)傳統(tǒng)A*算法與改進(jìn)A*算法通過(guò)MATLAB軟件進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析,仿真結(jié)果表明改進(jìn)A*算法具有更好的規(guī)劃效果。然后,闡述了經(jīng)典蟻群算法的基本原理,對(duì)影響蟻群算法性能的3個(gè)重要參數(shù)...

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 移動(dòng)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
        1.2.1 移動(dòng)機(jī)器人國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 移動(dòng)機(jī)器人國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.3 移動(dòng)機(jī)器人發(fā)展趨勢(shì)
    1.3 路徑規(guī)劃研究現(xiàn)狀分析
        1.3.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 路徑規(guī)劃發(fā)展趨勢(shì)
    1.4 軌跡跟蹤控制研究現(xiàn)狀分析
        1.4.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.4.2 軌跡跟蹤控制發(fā)展趨勢(shì)
    1.5 論文主要研究?jī)?nèi)容及組織結(jié)構(gòu)
    1.6 本章小結(jié)
第2章 移動(dòng)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)理論
    2.1 引言
    2.2 移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)
        2.2.1 移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)
        2.2.2 環(huán)境信息感知系統(tǒng)
        2.2.3 路徑規(guī)劃系統(tǒng)
        2.2.4 軌跡跟蹤控制系統(tǒng)
    2.3 路徑規(guī)劃方法研究
        2.3.1 傳統(tǒng)路徑規(guī)劃算法
        2.3.2 現(xiàn)代智能路徑規(guī)劃算法
    2.4 本章小結(jié)
第3章 環(huán)境建模
    3.1 引言
    3.2 柵格法地圖建模
        3.2.1 柵格法地圖基本理論
        3.2.2 不規(guī)則障礙物的整齊化處理
    3.3 實(shí)際環(huán)境地圖柵格化
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于改進(jìn)A*算法的移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃
    4.1 引言
    4.2 環(huán)境模型描述
    4.3 A*算法及其改進(jìn)
        4.3.1 A*算法原理
        4.3.2 擴(kuò)展鄰域搜索原理
    4.4 仿真驗(yàn)證分析
    4.5 曲線擬合路徑規(guī)劃及仿真分析
        4.5.1 NURBS曲線及其擬合原理
        4.5.2 仿真分析
        4.5.3 結(jié)論
    4.6 本章小結(jié)
第5章 基于蟻群算法的移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃
    5.1 引言
    5.2 環(huán)境描述
    5.3 蟻群算法
        5.3.1 蟻群算法基本原理
        5.3.2 蟻群算法的數(shù)學(xué)模型描述
    5.4 參數(shù)選擇及其對(duì)算法性能影響的研究
        5.4.1 信息啟發(fā)因子α
        5.4.2 期望啟發(fā)因子β
        5.4.3 信息素?fù)]發(fā)因子ρ
        5.4.4 主要參數(shù)α、β、ρ的最優(yōu)組合
    5.5 蟻群算法的改進(jìn)研究
        5.5.1 算法改進(jìn)
        5.5.2 算法改進(jìn)步驟及流程
    5.6 仿真驗(yàn)證
    5.7 本章小結(jié)
第6章 移動(dòng)機(jī)器人軌跡跟蹤控制研究
    6.1 引言
    6.2 模型描述
        6.2.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)模型
        6.2.2 軌跡跟蹤模型
    6.3 模型預(yù)測(cè)控制
        6.3.1 基本原理
        6.3.2 基本特點(diǎn)
    6.4 基于模型預(yù)測(cè)的軌跡跟蹤控制
    6.5 仿真驗(yàn)證
        6.5.1 直線軌跡跟蹤
        6.5.2 圓形軌跡跟蹤
    6.6 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和科研成果



本文編號(hào)：3879828