隨著人工智能的發(fā)展,研究人員不斷嘗試提高機(jī)器人的智能化水平。路徑規(guī)劃問題涉及環(huán)境感知、數(shù)據(jù)處理等多方面跨學(xué)科技術(shù),是移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)研究的重要環(huán)節(jié)之一。目前雖然提出了多種算法來解決路徑規(guī)劃問題,但仍有很多問題需要解決。因此,需要更深入對(duì)路徑規(guī)劃算法進(jìn)行研究。針對(duì)傳統(tǒng)蟻群算法易出現(xiàn)搜索停滯、規(guī)劃耗時(shí)較長(zhǎng)的問題,提出一種改進(jìn)蟻群算法。通過對(duì)算法的啟發(fā)信息進(jìn)行改進(jìn),加入轉(zhuǎn)向代價(jià),減少不必要的轉(zhuǎn)折。提出一種自適應(yīng)的參數(shù)選擇策略,動(dòng)態(tài)改變參數(shù)值,增強(qiáng)搜索的全面性。在信息素濃度上,采用全局信息素更新和信息素?fù)]發(fā)因子智能調(diào)整策略,來加快算法收斂。最后進(jìn)行matlab仿真及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,結(jié)果顯示改進(jìn)算法優(yōu)于常規(guī)蟻群算法,驗(yàn)證了改進(jìn)算法的可行性和有效性。其次,針對(duì)動(dòng)態(tài)避障問題,將改進(jìn)的蟻群算法引入到動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃當(dāng)中。首先應(yīng)用改進(jìn)A*算法在環(huán)境地圖中規(guī)劃出一條全局最優(yōu)路徑。當(dāng)移動(dòng)機(jī)器人在前進(jìn)過程中搜索到動(dòng)態(tài)障礙物時(shí),利用改進(jìn)蟻群算法確立局部目標(biāo)點(diǎn),避障后繼續(xù)沿著全局最優(yōu)路徑移動(dòng)。通過仿真證明,移動(dòng)機(jī)器人可以有效的避開臨時(shí)添加靜態(tài)和動(dòng)態(tài)障礙物,到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。最后,針對(duì)機(jī)器人在三維環(huán)境下的路徑規(guī)劃問題,將三維立體... 

【文章來源】：河北科技大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Shakey機(jī)器人

究機(jī)器人系統(tǒng)對(duì)自主感知、規(guī)劃行為和環(huán)境分析的效果，美國(guó)斯坦福大學(xué)的Nilssen設(shè)計(jì)了一臺(tái)如下圖1-1所示叫做Shakey的機(jī)器人，它是第一臺(tái)依靠人工智能研究出的機(jī)器人，象征著在機(jī)器人研究范疇內(nèi)取得了巨大突破[8]。隨著科技的不斷進(jìn)步，各種機(jī)器人層出不窮的出現(xiàn)，到1970年，通過不斷地對(duì)移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行研究，科學(xué)技術(shù)水平更上一層[9]。工程上使用的機(jī)器人也得到了改善，添置反饋控制環(huán)節(jié)，最具代表性使用的是Unimation公司制造的PUMA系列機(jī)器人，如圖1-2所示，使用VAL進(jìn)行編程，在提高自適應(yīng)方面表現(xiàn)明顯。圖1-1Shakey機(jī)器人圖1-2PUMA系列機(jī)器人

OSENSE)可以配備探測(cè)地震損害的儀器，以此來判斷地震達(dá)到了什么程度；而移動(dòng)機(jī)器人(TOURBOT)則是用來指導(dǎo)旅游的游客觀賞風(fēng)景，進(jìn)而體驗(yàn)獨(dú)具一格的臨場(chǎng)感覺。不僅僅包含這些，對(duì)在戰(zhàn)場(chǎng)中的人道主義排雷移動(dòng)機(jī)器人也進(jìn)行了相關(guān)研究。德國(guó)獨(dú)立設(shè)計(jì)的VaMoRs智能車，如下圖1-3所示，駕駛在道路上最快跑到96km/h[11]。2003年被稱為“機(jī)遇號(hào)”的火星表面檢測(cè)機(jī)器人如下圖1-4所示，在火星漫游機(jī)器人最上端均配備有微小型優(yōu)質(zhì)拍攝儀和能夠進(jìn)行探測(cè)的熱福射分光計(jì)，同時(shí)配備多樣的剖析設(shè)備對(duì)火星表面巖石紋理及組成成分進(jìn)行勘察[12]。圖1-3VaMoRs智能車圖1-4機(jī)遇號(hào)機(jī)器人QRIO機(jī)器人，在2004年向大家陳列擺出，它可以十分靈活的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還擁有極強(qiáng)的自我辨識(shí)本領(lǐng)。QRIO能進(jìn)行的活動(dòng)很多，可以像人一樣即時(shí)互動(dòng)、甚至是打太極拳，同時(shí)也可以在狹小場(chǎng)地前進(jìn)且順利躲避障礙物。PackBot510是一個(gè)可以拆解偵測(cè)炸彈的機(jī)器人，因?yàn)槟軌蚝芎玫拇┻^障礙物，運(yùn)行安全可靠、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)防安全軍隊(duì)偵查中使用最多。Aethon研發(fā)制造的機(jī)器人Tug，遍及到醫(yī)院和倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境中，Tug機(jī)器人可以承擔(dān)醫(yī)院內(nèi)的各種任務(wù)，如搬送回收餐具、處理管理醫(yī)用中丟棄的產(chǎn)品等，如圖1-5所示。面對(duì)物流倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)，對(duì)貨物的搬運(yùn)需要耗盡

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于代價(jià)函數(shù)的無人駕駛汽車局部路徑規(guī)劃算法[J]. 郭蓬,吳學(xué)易,戎輝,唐風(fēng)敏,李鑫慧,華一丁.  中國(guó)公路學(xué)報(bào). 2019(06)
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碩士論文
[1]基于改進(jìn)蟻群算法的移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃研究[D]. 王飛.安徽工程大學(xué) 2019
[2]多移動(dòng)微小型機(jī)器人編隊(duì)控制與協(xié)作避碰研究[D]. 孟森森.鄭州大學(xué) 2017
[3]基于勢(shì)場(chǎng)蟻群算法的移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃研究[D]. 劉亮.南昌大學(xué) 2013
[4]基于蟻群算法的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化算法[D]. 馬洪偉.青島大學(xué) 2009
[5]機(jī)器人軌跡規(guī)劃方法研究[D]. 田西勇.北京郵電大學(xué) 2008



本文編號(hào)：2959962