路徑規(guī)劃是機(jī)器人研究領(lǐng)域最基本也是最重要的問(wèn)題,它能夠使機(jī)器人避開(kāi)障礙物并到達(dá)目的地,是其智能化的體現(xiàn)。當(dāng)前的移動(dòng)機(jī)器人已經(jīng)廣泛應(yīng)用于復(fù)雜多變的動(dòng)態(tài)環(huán)境中,但由于在動(dòng)態(tài)環(huán)境中動(dòng)態(tài)障礙物的運(yùn)動(dòng)速度和方向具有不確定性,導(dǎo)致了移動(dòng)機(jī)器人動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃的難度增大,這是機(jī)器人動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃要解決的難點(diǎn)問(wèn)題。本文采取全局和局部路徑相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)機(jī)器人在動(dòng)態(tài)環(huán)境中的路徑規(guī)劃,主要完成的工作如下:1)根據(jù)已知環(huán)境中的障礙物信息在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)之前進(jìn)行初始的靜態(tài)路徑規(guī)劃,針對(duì)傳統(tǒng)蟻群算法在計(jì)算啟發(fā)函數(shù)時(shí)考慮不全面所導(dǎo)致搜索效率低的問(wèn)題,提出一種改進(jìn)的蟻群算法。采用A*算法中的估價(jià)函數(shù)f*（n）來(lái)更新蟻群算法的啟發(fā)信息,為機(jī)器人規(guī)劃出一條全局路徑。仿真的結(jié)果表明,改進(jìn)后的蟻群算法比傳統(tǒng)蟻群算法得到的路徑長(zhǎng)度更短、更快達(dá)到收斂且路徑更加平滑。2)針對(duì)傳統(tǒng)AG算法無(wú)法解決動(dòng)態(tài)環(huán)境中機(jī)器人路徑規(guī)劃的問(wèn)題進(jìn)行了改進(jìn)。在傳統(tǒng)AG算法的自由空間中加入機(jī)器人和動(dòng)態(tài)障礙物的相對(duì)速度分量作為避開(kāi)動(dòng)態(tài)障礙物的動(dòng)力,使該算法能夠充分發(fā)揮優(yōu)越性并且更適合于實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)導(dǎo)航。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,改進(jìn)后的AG算法不僅可以解決動(dòng)態(tài)環(huán)境中機(jī)器... 

【文章來(lái)源】：河北工業(yè)大學(xué)天津市 211工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Canadarm2機(jī)器人機(jī)器人也應(yīng)用于水下作業(yè)、采礦作業(yè)和有毒廢物清潔作業(yè)領(lǐng)域，在這些特殊或有

河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文-3-圖1.1Canadarm2機(jī)器人機(jī)器人也應(yīng)用于水下作業(yè)、采礦作業(yè)和有毒廢物清潔作業(yè)領(lǐng)域，在這些特殊或有毒區(qū)域中機(jī)器人負(fù)責(zé)巡邏工作，可以進(jìn)行這項(xiàng)工作的機(jī)器人有RobowatchOFRO機(jī)器人和RobowatchMOSRO機(jī)器人[9]，OFRO型機(jī)器人如圖1.2所示，是Robowatch于2003年研制而成的室外安全偵察機(jī)器人，它長(zhǎng)1.12米，寬0.7米，高0.4米，重54千克，載重40千克，外形很像一個(gè)小型的坦克：圖1.2RobowatchOFRO機(jī)器人自動(dòng)導(dǎo)引車(AGV)[10]是用于大型設(shè)施（如倉(cāng)庫(kù)醫(yī)院和集裝箱港口）的移動(dòng)機(jī)器人，用于貨物移動(dòng)，或者用于安全和保安巡邏。這些車輛沿著周圍設(shè)置的導(dǎo)線、標(biāo)記或激光來(lái)進(jìn)行導(dǎo)航，并且可以通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)地點(diǎn)之間的移動(dòng)從而完成交付貨物或在特定區(qū)域內(nèi)巡邏的任務(wù)。一些頂級(jí)的制造商包括Egemin、Transbotics、FMC和JervisBWebb

動(dòng)態(tài)環(huán)境中移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃研究-4-等將AGV“大腦”用于自動(dòng)駕駛車輛內(nèi)使其可以自由移動(dòng)而無(wú)需像以前的AGV那樣需要沿固定的路徑前進(jìn)。AGV機(jī)器人如圖1.3所示：圖1.3AGV機(jī)器人家用機(jī)器人的開(kāi)發(fā)為人們帶來(lái)了更多貼近生活的便利，這些機(jī)器人開(kāi)發(fā)的目標(biāo)是為人們提供陪伴，例如一些社交機(jī)器人，他們有的可以作為人類的玩伴，如圖1.4所示的索尼公司推出的Aibo機(jī)器人[11]，是一種商業(yè)上成功的機(jī)器人寵物狗，再如Paro機(jī)器人是一種旨在撫慰敬老院病人的嬰兒型機(jī)器人，以及Wakamaru是一種用于老年人和殘疾人的類人機(jī)器人[12]。其他人形機(jī)器人正在開(kāi)發(fā)中，目的是能夠?yàn)闄C(jī)器人的功能提供更加美觀的方式，從而增加其在社會(huì)上被接受的可能性。圖1.4Aibo機(jī)器狗


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