本文關(guān)鍵詞：基于模糊人工勢場法的多移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃研究

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【摘要】：路徑規(guī)劃是智能機(jī)器人研究中最重要的問題之一。多機(jī)器人路徑規(guī)劃要求各個(gè)機(jī)器人避開環(huán)境中的障礙物,同時(shí)避免機(jī)器人之間的沖突與碰撞,找到從起始點(diǎn)到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)的無碰最優(yōu)路徑。本文提出了基于多階模糊系統(tǒng)人工勢場路徑規(guī)劃方法,并以單機(jī)器人為平臺(tái)進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在以上基礎(chǔ)之上,設(shè)計(jì)了沖突消解策略,解決多機(jī)器人路徑規(guī)劃中機(jī)器人之間的沖突問題。本文主要研究內(nèi)容如下：一、介紹了機(jī)器人路徑規(guī)劃的研究現(xiàn)狀,分析了傳統(tǒng)人工勢場法中存在的目標(biāo)不可達(dá),容易陷入局部極小點(diǎn)等缺陷。為了克服這些問題,本文充分考慮了影響機(jī)器人路徑規(guī)劃的多個(gè)因素,設(shè)計(jì)了基于模糊人工勢場法的路徑規(guī)劃算法。為了避免輸入變量過多引起的模糊規(guī)則爆炸,模糊控制采用分層模糊系統(tǒng)。二、針對(duì)多機(jī)器人路徑規(guī)劃可能存在的沖突避碰問題,采用混合策略,將優(yōu)先級(jí)策略和速度調(diào)整策略相結(jié)合,同時(shí)根據(jù)機(jī)器人之間的位置關(guān)系,制定出不同的交通規(guī)則。機(jī)器人根據(jù)所處環(huán)境的不同采用相應(yīng)的策略,從而減少路徑規(guī)劃的路徑長度和規(guī)劃時(shí)間。三、針對(duì)提出的機(jī)器人路徑規(guī)劃算法,分別在單機(jī)器人和多機(jī)器人上進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。將基于模糊人工勢場的算法封裝成COM組件,在VC++平臺(tái)下編寫機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制程序,將機(jī)器人的狀態(tài)信息顯示在開發(fā)的算法平臺(tái)界面上。在單機(jī)器人路徑規(guī)劃的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)通信過程實(shí)現(xiàn)機(jī)器人信息的共享交換,采用沖突消解策略,完成多機(jī)器人路徑規(guī)劃。
【關(guān)鍵詞】：路徑規(guī)劃 多移動(dòng)機(jī)器人 分層模糊系統(tǒng) 人工勢場法
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP242
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-12
• 1.1 課題研究背景和意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外機(jī)器人領(lǐng)域研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容10-12
• 第二章 基于模糊人工勢場法的機(jī)器人路徑規(guī)劃12-30
• 2.1 定位12
• 2.2 路徑規(guī)劃方法概述12-13
• 2.3 傳統(tǒng)人工勢場法13-17
• 2.3.1 人工勢場法原理13-14
• 2.3.2 傳統(tǒng)人工勢場法的不足14-16
• 2.3.3 傳統(tǒng)人工勢場法的改進(jìn)情況16-17
• 2.4 模糊人工勢場法的研究17-19
• 2.4.1 人工勢場法目標(biāo)不可達(dá)的解決方法17
• 2.4.2 人工勢場法局部極小點(diǎn)的解決方法17-19
• 2.5 基于人工勢場法的多階模糊系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)19-23
• 2.5.1 基于人工勢場法的一階模糊系統(tǒng)設(shè)計(jì)19-21
• 2.5.2 基于人工勢場法的二階模糊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)21-23
• 2.5.3 基于人工勢場法的三階模糊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)23
• 2.6 單機(jī)器人系統(tǒng)仿真結(jié)果與分析23-28
• 2.6.1 未加模糊人工勢場法下的單機(jī)器人系統(tǒng)仿真23-24
• 2.6.2 各階模糊人工勢場法下的單機(jī)器人系統(tǒng)仿真24-28
• 2.7 本章小結(jié)28-30
• 第三章 多機(jī)器人路徑規(guī)劃研究30-40
• 3.1 引言30
• 3.2 多機(jī)器人體系結(jié)構(gòu)30-31
• 3.3 多機(jī)器人路徑規(guī)劃協(xié)調(diào)策略31-39
• 3.3.1 多移動(dòng)機(jī)器人沖突解決辦法31-34
• 3.3.2 多移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃方案34-37
• 3.3.3 多機(jī)器系統(tǒng)下仿真結(jié)果與分析37-39
• 3.4 本章總結(jié)39-40
• 第四章: 移動(dòng)機(jī)器人算法平臺(tái)及機(jī)器人路徑規(guī)劃實(shí)驗(yàn)40-56
• 4.1 IN-RF智能移動(dòng)機(jī)器人介紹40-42
• 4.2 運(yùn)動(dòng)模型與定位42-45
• 4.3 多移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)通訊45-47
• 4.3.1 移動(dòng)機(jī)器人通信45
• 4.3.2 無線通訊45-46
• 4.3.3 通信過程的設(shè)計(jì)46-47
• 4.4 算法驗(yàn)證平臺(tái)及方案47-50
• 4.4.1 基于COM技術(shù)的MATLAB/VC混合編程47-49
• 4.4.2 算法驗(yàn)證平臺(tái)界面介紹49-50
• 4.5 基于模糊人工勢場法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析50-55
• 4.5.1 單機(jī)器人路徑規(guī)劃實(shí)驗(yàn)與分析51-53
• 4.5.2 多機(jī)器人路徑規(guī)劃實(shí)驗(yàn)與分析53-55
• 4.6 本章小結(jié)55-56
• 第五章 總結(jié)和展望56-58
• 5.1 總結(jié)56
• 5.2 展望56-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 發(fā)表論文62-64
• 致謝64

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