【摘要】：移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)是機(jī)器人學(xué)中非常重要的組成部分,在很多領(lǐng)域都具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著計(jì)算機(jī)、通信以及人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展,科研人員對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的探索也在逐漸的加深。其中,路徑規(guī)劃技術(shù)是移動(dòng)機(jī)器人研究領(lǐng)域中最重要也最基本的技術(shù),決定著機(jī)器人如何在工作空間中行走,良好的路徑規(guī)劃將極大的提高機(jī)器人的工作性能及機(jī)器人的運(yùn)行穩(wěn)定性。因此,針對(duì)路徑規(guī)劃問(wèn)題,本文做了如下研究:(1)歸納移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃方法,分析移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,為課題研究提供思路和理論基礎(chǔ)。(2)闡述傳統(tǒng)人工勢(shì)場(chǎng)法的基本原理,分析傳統(tǒng)勢(shì)場(chǎng)法在路徑規(guī)劃中的缺陷,并提出改進(jìn)算法。針對(duì)目標(biāo)不可達(dá)問(wèn)題,本文在傳統(tǒng)排斥力函數(shù)的基礎(chǔ)上添加與機(jī)器人和目標(biāo)點(diǎn)之間相對(duì)距離有關(guān)的高斯函數(shù),確保機(jī)器人在目標(biāo)處受力平衡;針對(duì)局部極小問(wèn)題,本文對(duì)排斥力在坐標(biāo)軸上的分量添加變量以改變排斥力的大小及方向,使機(jī)器人逃出局部極小點(diǎn)。(3)利用MATLAB軟件對(duì)所提算法進(jìn)行仿真分析,驗(yàn)證算法的可行性,并與傳統(tǒng)算法進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證所提算法的效果。(4)搭建機(jī)器人平臺(tái)進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證算法在實(shí)際應(yīng)用中的可行性。
[Abstract]:Mobile robot technology is a very important part of robotics and has a broad application prospect in many fields. With the rapid development of computer, communication and artificial intelligence technology, researchers' exploration of mobile robot is gradually deepening. Among them, path planning is the most important and basic technology in the field of mobile robot research, which determines how the robot walks in the workspace. Good path planning will greatly improve the performance of the robot and the stability of the robot. Therefore, this paper has done the following research on the path planning problem: (1) summarize the path planning methods of mobile robot, and analyze the current research situation of path planning of mobile robot at home and abroad. It provides the thought and theoretical basis for the research. (2) the basic principle of the traditional artificial potential field method is expounded, the defects of the traditional potential field method in the path planning are analyzed, and the improved algorithm is put forward. Aiming at the problem of unreachable target, this paper adds Gao Si function related to the relative distance between the robot and the target point on the basis of the traditional repulsive force function to ensure the force balance of the robot at the target. Aiming at the problem of local minima, this paper adds variables to the component of repulsion force on the coordinate axis to change the magnitude and direction of the repulsion force, so that the robot can escape from the local minimum point. (3) the proposed algorithm is simulated and analyzed by using MATLAB software. Verify the feasibility of the algorithm and compare with the traditional algorithm to verify the effectiveness of the proposed algorithm. (4) build a robot platform for physical experiments to verify the feasibility of the algorithm in practical applications.
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP242

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本文編號(hào)：2373755