本文以提升輪式移動機器人自主運行能力為目標(biāo),深入研究了輪式移動機器人路徑規(guī)劃及軌跡生成問題,提出了改進型RRT路徑規(guī)劃算法和基于模型預(yù)測控制的多約束軌跡生成方案。本文的主要工作可歸納如下:首先,分析輪式移動機器人運動過程,建立其運動學(xué)模型。針對模型非線性的特點,采用泰勒級數(shù)展開方法對模型進行了線性化處理,得到輪式移動機器人的線性時變數(shù)學(xué)模型,為后續(xù)軌跡生成奠定了基礎(chǔ)。然后對輪式移動機器人軌跡規(guī)劃問題中的各種約束條件進行分析,并給出相應(yīng)的數(shù)學(xué)描述。然后,研究輪式移動機器人常用路徑搜索算法,對比各種方法優(yōu)缺點,結(jié)合輪式移動機器人路徑搜索的多約束問題以及對搜索速度的要求,確定本文路徑搜索方案。針對經(jīng)典RRT算法得到的路徑具有重復(fù)性差和不平直等缺點,對經(jīng)典RRT算法進行改進,設(shè)計了基于概率P的多步長RRT算法進行路徑搜索,在保證輪式移動機器人避障的前提下,通過增加隨機點向目標(biāo)點生長的概率大大減小了計算量。為便于軌跡生成,采用smooth算法對得到的路徑進行了平滑處理。最后通過與原始RRT算法在兩種工作環(huán)境下的對比實驗,驗證了改進RRT算法的優(yōu)越性。最后,基于模型預(yù)測控制的滾動優(yōu)化思想,并利用輪... 

【文章來源】：哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

好奇號火星探測車Fig.1-1CuriosityMarsExplorationVehicle

圖 1-1 好奇號火星探測車Fig. 1-1 Curiosity Mars Exploration Vehicle圖 1-2 嫦娥三號月球探測器Fig. 1-2 Chang'e 3 Moon detector1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3.1 WMR 發(fā)展現(xiàn)狀

圖 1-3 iRobot 560 清潔機器人Fig. 1-3 iRobot 560 Roomba Vacuum Robot圖 1-4“龍行者”機器人Fig. 1-4 Dragonwalker Robot

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于三階貝塞爾曲線的AGV軌跡規(guī)劃研究[J]. 劉學(xué)問,陶鈞,徐海巍.  工業(yè)控制計算機. 2018(01)
[2]未知環(huán)境下智能汽車軌跡規(guī)劃滾動窗口優(yōu)化[J]. 張琳,章新杰,郭孔輝,王超,劉洋,劉濤.  吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2018(03)
[3]采用碰撞測試和回歸機制的非完整約束機器人快速擴展隨機樹運動規(guī)劃[J]. 張波濤,李加?xùn)|,劉士榮.  控制理論與應(yīng)用. 2016(07)
[4]關(guān)于輪式機器人路徑規(guī)劃控制仿真[J]. 陳薇,蔣旭云.  計算機仿真. 2016(05)
[5]機器人的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 胡師柿,宋春華.  科技經(jīng)濟導(dǎo)刊. 2016(10)
[6]復(fù)雜環(huán)境下基于RRT的智能車輛運動規(guī)劃算法[J]. 杜明博,梅濤,陳佳佳,趙盼,梁華為,黃如林,陶翔.  機器人. 2015(04)
[7]一種新的實時智能汽車軌跡規(guī)劃方法[J]. 付驍鑫,江永亨,黃德先,黃開勝,王京春,陸耿.  控制與決策. 2015(10)
[8]中國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 曲道奎.  中國科學(xué)院院刊. 2015(03)
[9]基于視覺的輪式移動機器人導(dǎo)航問題研究[J]. 吳建民,王民鋼.  計算機工程. 2014(08)
[10]基于多智能體粒子群的快速碰撞檢測算法研究[J]. 付躍文,梁加紅,李猛,劉全平.  系統(tǒng)仿真學(xué)報. 2013(08)

博士論文
[1]輪式機器人的移動系統(tǒng)建模及基于模型學(xué)習(xí)的跟蹤控制研究[D]. 宋興國.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015

碩士論文
[1]基于模型預(yù)測控制的無人駕駛車輛軌跡跟蹤控制算法研究[D]. 孫銀健.北京理工大學(xué) 2015
[2]移動機器人路徑規(guī)劃算法的研究與應(yīng)用[D]. 莫棟成.江南大學(xué) 2014
[3]基于RRT算法的非完整移動機器人運動規(guī)劃[D]. 李加?xùn)|.華東理工大學(xué) 2014
[4]基于柵格地圖的月球車任務(wù)層路徑規(guī)劃及平滑處理[D]. 束磊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[5]基于RRT的復(fù)雜環(huán)境下機器人路徑規(guī)劃[D]. 李威洲.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[6]基于人機智能融合的移動機器人路徑規(guī)劃方法研究[D]. 劉多能.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[7]移動機器人導(dǎo)航中的路徑規(guī)劃與運動控制技術(shù)研究[D]. 王川.武漢科技大學(xué) 2009
[8]非完整移動機器人的軌跡跟蹤控制問題研究[D]. 崔洪菊.大連海事大學(xué) 2007



本文編號：3295649