針對現(xiàn)有煤礦井下移動機(jī)器人運動規(guī)劃所生成的軌跡存在超調(diào)、碰撞、不連續(xù)、不光滑等問題,提出了一種由路徑規(guī)劃、軌跡生成、軌跡優(yōu)化3個部分構(gòu)成的煤礦井下移動機(jī)器人運動規(guī)劃方法。路徑規(guī)劃采用基于圖搜索的A*算法實現(xiàn),通過開始搜索、路徑排序、繼續(xù)搜索3個步驟循環(huán)迭代,快速規(guī)劃出一條可通行的全局路徑作為軌跡生成的初值。軌跡生成通過構(gòu)建基于Minimum Snap的目標(biāo)函數(shù),并施加等式約束來實現(xiàn)。軌跡優(yōu)化則是在軌跡生成的基礎(chǔ)上施加不等式約束來實現(xiàn):通過調(diào)整時間分配和構(gòu)建基于Corridor軌跡規(guī)劃的不等式約束,解決基于Minimum Snap軌跡生成在求解過程中出現(xiàn)的超調(diào)現(xiàn)象,并對整段軌跡本身進(jìn)行約束,避免發(fā)生碰撞;通過引入調(diào)和函數(shù)Bezier Curve,構(gòu)建基于Bezier Curve的Minimum Snap的軌跡優(yōu)化問題,使得軌跡高階目標(biāo)函數(shù)的求解變得簡單高效,最終生成一條適用于煤礦井下移動機(jī)器人的能量損失最小、連續(xù)、光滑、無碰撞、可執(zhí)行的運動軌跡。在Matlab仿真環(huán)境中設(shè)計了隨機(jī)地圖,生成了包含時間分配、位置規(guī)劃、速度規(guī)劃、加速度規(guī)劃的最優(yōu)軌跡規(guī)劃結(jié)果。實驗結(jié)果驗證了該運動規(guī)劃方法的正確...

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【文章目錄】：
0 引言
1 運動規(guī)劃方法
2 基于圖搜索A*算法的路徑規(guī)劃
    2.1 開始搜索
    2.2 路徑排序
    2.3 繼續(xù)搜索
    2.4 仿真實驗
3 基于Minimum Snap的軌跡生成
    3.1基于Minimum Snap的目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建
    3.2連續(xù)性等式約束構(gòu)建
    3.3光滑性等式約束構(gòu)建
    3.4軌跡多項式求解
    3.5仿真實驗
4 基于Corridor的軌跡優(yōu)化
    4.1 基于Corridor的不等式約束構(gòu)建
    4.2 時間分配調(diào)整
    4.3 仿真實驗
    4.4 運動軌跡結(jié)果分析
5 基于Bezier Curve的軌跡優(yōu)化
    5.1 Bezier Curve多項式建立
    5.2 約束條件構(gòu)建
    5.3 仿真實驗
6 結(jié)論



本文編號：3835792