隨著科技的進(jìn)步和人類需求的日益增長,路徑規(guī)劃技術(shù)的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)展。尤其在人工智能和互聯(lián)網(wǎng)繁榮發(fā)展的背景下,路徑規(guī)劃在機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注和深入研究。一方面,目前關(guān)于機(jī)器人路徑規(guī)劃的研究大多局限在二維平面下,與機(jī)器人真實(shí)的工作環(huán)境存在較大差異,特別是那些復(fù)雜的野外工作環(huán)境。另一方面,在二維平面或者地勢平坦的環(huán)境中,距離最短或許是機(jī)器人最優(yōu)路徑的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),但在一些復(fù)雜不均勻的地形環(huán)境中,距離最短的路徑往往需要消耗更多的能量。多數(shù)機(jī)器人的動力系統(tǒng)是能量有限的,動力系統(tǒng)的能量消耗會直接影響機(jī)器人工作和任務(wù)的完成。因此,在機(jī)器人路徑規(guī)劃中,如何最小化能量消耗是十分重要的,也是具有一定實(shí)際意義的。針對上述問題,本文基于A~*算法分析研究了機(jī)器人在三維地形模型下的能效最優(yōu)路徑規(guī)劃問題�？紤]到已有研究中能量代價(jià)模型的不足,本文提出了一種新的能量代價(jià)模型,依據(jù)該模型設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了能效最優(yōu)的A~*算法,并與距離最優(yōu)的A~*算法作對比。仿真結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的能效最優(yōu)A~*算法不僅能尋得一條能量消耗最小的可行路徑,還能比距離最優(yōu)A~*算法有更好的實(shí)際意義;相比較于已有研究,本文提出的能量代價(jià)模型不但...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2.9A*算法二維仿真實(shí)現(xiàn)圖

(a)(b)圖2.9A*算法二維仿真實(shí)現(xiàn)圖在一個10*10網(wǎng)格地圖中，每一網(wǎng)格代表一個位置，也是一個搜索節(jié)點(diǎn)，起始點(diǎn)為（2,1），目標(biāo)點(diǎn)為（9,9），仿真中A*算法的h(x)選取的是常用的歐式距離，即兩坐標(biāo)點(diǎn)間的直線距離。從圖2.9a中可以看出，A*算法找到了....

圖3.1三維地形模型仿真圖

3.1.1三維地形模型路徑規(guī)劃首先要解決的問題是環(huán)境建模�？紤]到本文是以能效為優(yōu)化目標(biāo)，傳統(tǒng)的二維平面模型已不再適應(yīng)，因此本文采用三維模型來模擬地形環(huán)境。本文的研究與仿真主要基于兩個地形模型ModelA和ModelB，其數(shù)學(xué)表達(dá)式分別如下所示：222(,)3.7....

結(jié)果圖26(a)ModelA-1路徑

表3.2能效最優(yōu)A*算法仿真參數(shù)表參數(shù)類型數(shù)值機(jī)器人重量m22kg機(jī)器人運(yùn)動速度v0.35m/s機(jī)器人最大功率maxP72W重力加速度g29.81m/s地面滑動摩擦系數(shù)0.1地面靜態(tài)摩擦系數(shù)s1.0針對兩個三維地形模型ModelA和Model....

圖3.5A*-Eopt與A*-Dopt在兩種地形模型下的最優(yōu)路徑圖

27(d)ModelB-2路徑結(jié)果圖圖3.5A*-Eopt與A*-Dopt在兩種地形模型下的最優(yōu)路徑圖

本文編號：3964244