本文選題：路徑規(guī)劃 + 地面移動機(jī)器人　； 參考：《安徽工程大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：路徑規(guī)劃是地面移動機(jī)器人的控制核心之一,廣泛應(yīng)用在生活中的智能掃地機(jī)器人,自動化物流中心的搬運(yùn)機(jī)器人和外星探測器等許多地面移動機(jī)器人上。路徑規(guī)劃完成地面移動機(jī)器人前往目標(biāo)的最優(yōu)路徑計(jì)算,是地面移動機(jī)器人能否完成任務(wù)的決定因素,同時(shí)路徑規(guī)劃的結(jié)果也決定地面機(jī)器人在移動過程中的安全性�，F(xiàn)在廣泛研究和使用的D*Lite路徑規(guī)劃算法具有算法實(shí)現(xiàn)簡單、原理容易理解的優(yōu)點(diǎn),但是現(xiàn)有D*Lite規(guī)劃出的路徑存在對機(jī)器人的安全保護(hù)不完善的問題,同時(shí)規(guī)劃的路徑也需要進(jìn)一步優(yōu)化。論文在對A*、LPA*和D*Lite算法學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上,研究了算法的安全改進(jìn)方法和路徑優(yōu)化策略。根據(jù)地面移動機(jī)器人的運(yùn)動特點(diǎn),對現(xiàn)有D*Lite算法進(jìn)行改進(jìn)和完善,完成優(yōu)化的D*Lite算法仿真,并將仿真結(jié)果應(yīng)用在旅行家Ⅱ號地面移動機(jī)器人上。首先,介紹現(xiàn)在地面移動機(jī)器人路徑規(guī)劃中廣泛采用的三種算法：A*、LPA*和D*Lite。分析現(xiàn)有路徑規(guī)劃算法的路徑計(jì)算方法、搜索原理以及啟發(fā)式搜索和增量式搜索在路徑規(guī)劃中的應(yīng)用,完成算法的仿真工作。在對三種算法路徑規(guī)劃思想和仿真結(jié)果比較基礎(chǔ)上,得出D*Lite算法的從目標(biāo)位置向機(jī)器人當(dāng)前位置搜索方法更適合地面移動機(jī)器人在移動過程中的動態(tài)路徑規(guī)劃。其次,針對現(xiàn)有D*Lite算法規(guī)劃的路徑存在穿過障礙物尖角和障礙物結(jié)合點(diǎn)的不安全路徑,給出路徑規(guī)劃過程中不安全路徑的檢測和改進(jìn)方法；在保障路徑安全的基礎(chǔ)上,分析搜索過的路徑,對柵格地圖中的復(fù)雜障礙物進(jìn)行臨時(shí)障礙標(biāo)記處理,避免在環(huán)境變化時(shí)不必要的重復(fù)路徑搜索,提高算法搜索效率；采用反向搜索連接的路徑優(yōu)化方法,取消現(xiàn)有D*Lite算法中轉(zhuǎn)向角度為45度整數(shù)倍數(shù)限制,對規(guī)劃的路徑進(jìn)行平滑處理,減少地面機(jī)器人移動過程中的轉(zhuǎn)向次數(shù)和路徑長度,并通過仿真驗(yàn)證了優(yōu)化的D*Lite算法的有效性。最后,在Visual C++開發(fā)環(huán)境中編程完成優(yōu)化的D*Lite算法在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境地圖上的路徑規(guī)劃,并在環(huán)境地圖上添加多個(gè)障礙物,驗(yàn)證優(yōu)化的D*Lite算法在較復(fù)雜障礙環(huán)境中的路徑規(guī)劃能力；仿真結(jié)果表明：優(yōu)化的D*Lite算法仍然能夠在較復(fù)雜的環(huán)境中規(guī)劃出路徑,同時(shí)規(guī)劃的路徑更安全,路徑長度減小,平滑度也得到了提高,達(dá)到了算法規(guī)劃路徑的安全改進(jìn)和優(yōu)化目標(biāo)。將路徑規(guī)劃的結(jié)果導(dǎo)入到旅行家Ⅱ號地面移動機(jī)器人上,地面移動機(jī)器人在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中能夠按照規(guī)劃的路徑移動,進(jìn)一步驗(yàn)證優(yōu)化后算法的安全性和路徑優(yōu)化性。
[Abstract]:Path planning is one of the control cores of ground mobile robot. It is widely used in many ground mobile robots, such as intelligent floor sweeping robot in daily life, transportation robot in automatic logistics center, alien detector and so on. Path planning to complete the optimal path calculation of the ground mobile robot to the target is the decisive factor of whether the ground mobile robot can complete the task, and the result of path planning also determines the safety of the ground robot in the course of moving. The D*Lite path planning algorithm, which is widely studied and used now, has the advantages of simple implementation and easy to understand the principle. However, the existing D*Lite path planning has the problem of imperfect safety protection for the robot. At the same time, the planned path also needs to be further optimized. On the basis of studying the algorithm of Ampa * and D*Lite, the security improvement method and path optimization strategy of the algorithm are studied in this paper. According to the motion characteristics of the ground mobile robot, the existing D*Lite algorithm is improved and perfected, the optimized D*Lite algorithm simulation is completed, and the simulation results are applied to the traveller 鈪，

本文編號：1842984