本文關(guān)鍵詞：滿足不同任務(wù)需求的機(jī)器人最優(yōu)路徑規(guī)劃研究及實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 線性時(shí)序邏輯 路徑規(guī)劃 倉儲(chǔ)機(jī)器人 A*算法 運(yùn)動(dòng)控制

【摘要】：路徑規(guī)劃是移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域的核心技術(shù)之一。目前移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃主要集中在算法的研究上,與實(shí)際應(yīng)用背景相結(jié)合的路徑規(guī)劃研究較少,仍有許多技術(shù)問題有待解決,如,傳統(tǒng)的路徑規(guī)劃方法僅針對點(diǎn)到點(diǎn)的簡單任務(wù)需求,無法很好地適用于任務(wù)較為復(fù)雜的情況。因此,研究能夠滿足不同任務(wù)需求的路徑規(guī)劃方法具有重要應(yīng)用價(jià)值和理論意義。線性時(shí)序邏輯(linear temporal logic,LTL)理論能夠有效的描述實(shí)際應(yīng)用中各類復(fù)雜的任務(wù)需求,實(shí)現(xiàn)環(huán)境信息與任務(wù)需求相融合。本文基于LTL理論,研究了滿足不同任務(wù)需求的機(jī)器人最優(yōu)路徑規(guī)劃。首先,基于LTL理論,提出了基于LTL理論的倉儲(chǔ)機(jī)器人路徑規(guī)劃方法。該方法通過構(gòu)建靈活擴(kuò)展的倉儲(chǔ)環(huán)境模型,降低了路徑規(guī)劃的復(fù)雜度,并實(shí)現(xiàn)了滿足倉儲(chǔ)任務(wù)需求的最優(yōu)路徑規(guī)劃。其次,機(jī)器人實(shí)際應(yīng)用環(huán)境往往是動(dòng)態(tài)變化的,現(xiàn)有的基于LTL理論的路徑規(guī)劃方法仍無法很好地適用于該類環(huán)境,因此又進(jìn)一步研究了適用于動(dòng)態(tài)環(huán)境的LTL-A~*-A~*最優(yōu)路徑規(guī)劃方法。該方法將基于LTL-A~*算法的全局路徑規(guī)劃方法和基于A~*算法的局部路徑規(guī)劃方法相結(jié)合,不僅提高了全局路徑尋優(yōu)的效率,而且能夠適用于動(dòng)態(tài)環(huán)境。然后,為了驗(yàn)證上述方法的可行性與有效性,本文設(shè)計(jì)了包含地圖構(gòu)建、機(jī)器人定位、路徑規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)控制四個(gè)模塊的機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并在該平臺(tái)上搭建了相應(yīng)的模擬環(huán)境,結(jié)合目標(biāo)跟蹤控制策略,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提出的移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃方法的有效性。最后,針對兩機(jī)器人巡回同時(shí)采集并上傳數(shù)據(jù)的任務(wù)需求,采用基于LTL理論的多移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃方法,在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了兩機(jī)器人的協(xié)同路徑規(guī)劃。研究結(jié)果表明,本文所研究并實(shí)現(xiàn)的基于LTL理論的路徑規(guī)劃方法能夠規(guī)劃出滿足不同任務(wù)需求的最優(yōu)路徑,彌補(bǔ)了現(xiàn)有路徑規(guī)劃方法的不足。
【關(guān)鍵詞】：線性時(shí)序邏輯 路徑規(guī)劃 倉儲(chǔ)機(jī)器人 A*算法 運(yùn)動(dòng)控制
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP242
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 研究背景與意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-18
• 1.3 論文內(nèi)容與結(jié)構(gòu)18-21
• 1.3.1 論文內(nèi)容18-19
• 1.3.2 論文結(jié)構(gòu)19-21
• 第2章 預(yù)備理論21-25
• 2.1 加權(quán)切換系統(tǒng)21-22
• 2.2 線性時(shí)序邏輯22-25
• 2.2.1 線性時(shí)序邏輯的語法22
• 2.2.2 線性時(shí)序邏輯的語義22-25
• 第3章 基于LTL理論的倉儲(chǔ)機(jī)器人路徑規(guī)劃25-36
• 3.1 引言25
• 3.2 問題描述25-26
• 3.3 基于LTL理論的倉儲(chǔ)機(jī)器人路徑規(guī)劃方法26-32
• 3.3.1 環(huán)境建模與任務(wù)描述27-30
• 3.3.2 路徑尋優(yōu)30-32
• 3.4 仿真實(shí)驗(yàn)32-35
• 3.5 小結(jié)35-36
• 第4章 適用于動(dòng)態(tài)環(huán)境的LTL-A~*-A~*最優(yōu)路徑規(guī)劃方法36-48
• 4.1 引言36
• 4.2 問題描述36-38
• 4.3 環(huán)境建模38
• 4.4 LTL-A~*-A~*最優(yōu)路徑規(guī)劃算法38-44
• 4.4.1 基于LTL-A~*算法的全局路徑規(guī)劃39-41
• 4.4.2 基于A~*算法的局部路徑規(guī)劃41-42
• 4.4.3 LTL-A~*-A~*最優(yōu)路徑規(guī)劃算法42-44
• 4.5 仿真實(shí)驗(yàn)44-47
• 4.6 小結(jié)47-48
• 第5章 機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)48-68
• 5.1 引言48
• 5.2 系統(tǒng)總體框架48-50
• 5.3 地圖構(gòu)建模塊設(shè)計(jì)50-53
• 5.3.1 模擬倉儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)環(huán)境建模50-52
• 5.3.2 模擬動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)環(huán)境建模52-53
• 5.4 路徑規(guī)劃模塊設(shè)計(jì)53-54
• 5.5 機(jī)器人定位模塊設(shè)計(jì)54-55
• 5.6 運(yùn)動(dòng)控制模塊設(shè)計(jì)55-61
• 5.6.1 偏差計(jì)算56
• 5.6.2 運(yùn)動(dòng)控制策略56-59
• 5.6.3 轉(zhuǎn)換輸出控制量59-61
• 5.7 導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與實(shí)驗(yàn)案例61-67
• 5.7.1 基于線性時(shí)序邏輯理論的倉儲(chǔ)機(jī)器人路徑規(guī)劃實(shí)現(xiàn)62-65
• 5.7.2 適用于動(dòng)態(tài)環(huán)境的LTL-A~*-A~*最優(yōu)路徑規(guī)劃實(shí)現(xiàn)65-67
• 5.8 小結(jié)67-68
• 第6章 基于LTL理論的兩機(jī)器人路徑規(guī)劃實(shí)現(xiàn)68-79
• 6.1 引言68
• 6.2 問題描述68-69
• 6.3 基于LTL理論的多機(jī)器人路徑規(guī)劃方法69-76
• 6.3.1 構(gòu)建雙轉(zhuǎn)換系統(tǒng)70-71
• 6.3.2 構(gòu)建時(shí)間自動(dòng)機(jī)71-73
• 6.3.3 構(gòu)建域自動(dòng)機(jī)73-74
• 6.3.4 構(gòu)建全局轉(zhuǎn)換系統(tǒng)74-75
• 6.3.5 搜索最優(yōu)路徑75-76
• 6.4 基于LTL理論的兩機(jī)器人路徑規(guī)劃方法仿真試驗(yàn)76-77
• 6.5 基于LTL理論的兩機(jī)器人路徑規(guī)劃方法的實(shí)現(xiàn)77-78
• 6.6 小結(jié)78-79
• 第7章 總結(jié)與展望79-81
• 7.1 總結(jié)79-80
• 7.2 展望80-81
• 參考文獻(xiàn)81-85
• 致謝85-86
• 攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目和成果86

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張霖;歐林林;俞立;;執(zhí)行能力有限的兩差動(dòng)輪機(jī)器人目標(biāo)跟蹤控制器[J];信息與控制;2015年02期

2 沈博聞;于寧波;劉景泰;;倉儲(chǔ)物流機(jī)器人集群的智能調(diào)度和路徑規(guī)劃[J];智能系統(tǒng)學(xué)報(bào);2014年06期

3 肖云濤;歐林林;俞立;;基于線性時(shí)序邏輯的最優(yōu)巡回路徑規(guī)劃[J];自動(dòng)化學(xué)報(bào);2014年10期

4 王s，

本文編號：1064488