路徑規(guī)劃技術(shù)作為機器人控制的核心,在自動控制領(lǐng)域中成為一個研究熱點。傳統(tǒng)的路徑規(guī)劃技術(shù)集中于點到點的最優(yōu)路徑規(guī)劃,且任務模式較為單一,無法滿足更加復雜的任務需求。線性時序邏輯語言能夠描述復雜的時序任務,因此,近年提出了一些基于線性時序邏輯的路徑規(guī)劃方法,它能夠解決具有復雜任務需求的點到點的最優(yōu)路徑規(guī)劃問題。但對于具有復雜任務需求的多點巡回問題,還尚未得到很好的解決。多點巡回是實際應用中的常用需求,如巡邏任務,其規(guī)劃問題具有NP難度。因此,在滿足線性時序邏輯語言所描述的任務需求的前提下,解決可實現(xiàn)多點最優(yōu)巡回的路徑規(guī)劃問題具有重要的意義。 本文針對受復雜任務需求限制下的多點巡回問題,采用基于線性時序邏輯的路徑規(guī)劃方法,首先針對單個機器人的情況,將地圖建立成切換系統(tǒng)模型,用線性時序邏輯語言描述包含多點巡回的任務需求,提出了基于循環(huán)移位法構(gòu)建的包含完整巡回順序和環(huán)境信息的擴展乘積自動機,采用基于Dijkstra法的最優(yōu)綜合算法搜索擴展Product自動機網(wǎng)絡上的最優(yōu)路徑,從而獲得能夠滿足復雜任務需求的最優(yōu)巡回路徑。其次,進一步進行多機器人最優(yōu)巡回路徑規(guī)劃的研究,采用構(gòu)建全局切換系統(tǒng)的方法,融...

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 傳統(tǒng)的路徑規(guī)劃方法
        1.2.2 基于線性時序邏輯的路徑規(guī)劃方法
    1.3 論文內(nèi)容與結(jié)構(gòu)
        1.3.1 論文內(nèi)容
        1.3.2 論文結(jié)構(gòu)
第2章 預備理論
    2.1 切換系統(tǒng)
    2.2 線性時序邏輯
    2.3 Dijkstra算法
    2.4 模糊邏輯控制技術(shù)
    2.5 小結(jié)
第3章 單個機器人的最優(yōu)巡回路徑規(guī)劃方法
    3.1 引言
    3.2 問題描述
    3.3 基于擴展Product自動機的最優(yōu)巡回算法
        3.3.1 周期性任務集合的可到達性
        3.3.2 擴展Product自動機的構(gòu)建
        3.3.3 最優(yōu)巡回算法綜合
    3.4 仿真算例
    3.5 小結(jié)
第4章 多個機器人的最優(yōu)巡回路徑規(guī)劃方法
    4.1 引言
    4.2 問題描述
    4.3 全局切換系統(tǒng)的構(gòu)建
    4.4 多個體最優(yōu)巡回路徑規(guī)劃算法
    4.5 仿真算例
    4.6 小結(jié)
第5章 滿足復雜巡回任務要求的機器人控制系統(tǒng)實現(xiàn)
    5.1 引言
    5.2 系統(tǒng)總體框架
    5.3 運動控制層設(shè)計
        5.3.1 模糊邏輯控制器設(shè)計
        5.3.2 基于兩輪機器人的控制效果仿真
    5.4 路徑規(guī)劃系統(tǒng)實現(xiàn)與實驗算例
    5.5 小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間參加的科研項目和成果



本文編號：3819929