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移动机器人全局路径规划的研究

路径规划是机器人导航系统中最重要的任务之一,全局路径规划是移动机器人研究领域的一个重要课题,对它的研究有重要的意义。如何寻找到一条从起点到终点的无碰路径是本文的研究重点。在总结已有路径规划方法的基础上,参考路径规划技术研究的最新成果,作者进行了如下几项工作:首先分析了利用神经网络实现机器人路径规划的基本思想和具体方案,在此基础上提出一种快速神经网络路径规划算法,设计了与本算法相适应的路径优化函数,模拟退火函数,并且进行了仿真实验验证和收敛性分析。其次重点讨论了利用遗传算法实现机器人路径规划的基本思想,引入间断无障碍路径新概念,采用实数直接编码,遗传模拟退火算法,设计出在不同环境模型下的编码方案,选择策略,遗传算子和停止准则。并且进行了仿真实验验证和算法性能测试。本文对遗传算法进行了改进,克服了直接使用遗传算法进行路径规划的不足之处。最后,本文对未知环境下机器人路径规划问题作了初步的探讨,对导航系统的结构、地图的创建和不确定信息的  (本文共71页) 本文目录 | 阅读全文>>

安徽工程大学
安徽工程大学

基于群智能算法的移动机器人路径规划技术研究

移动机器人技术涉及多个研究领域,已经在各个行业中取得了广泛的应用。移动机器人可以通过各种不同的传感器去探测所行走环境的空间信息和自身的状态,在存在障碍的环境中,完成从起始点开始避开障碍物所在位置,最终移动到目标点的任务要求,即为移动机器人的路径规划技术。路径规划技术是机器人导航技术的一个重要组成部分,具有重要的研究意义。在路径规划过程当中,移动机器人要建立准确的环境模型,规划出一条从起始点到目标点的最优路径。本文采用一种经典的群智能算法—人工鱼群算法,针对传统人工鱼群算法存在的不足,对人工鱼群算法进行改进,采用栅格法进行环境建模,通过行为选择策略改进人工鱼群算法,实现移动机器人的避障功能。主要研究内容有如下五个方面:一、针对移动机器人全局路径规划问题进行研究,提出了一种适用于移动机器人路径规划的栅格建模方法,通过研究环境中障碍物的位置与起点和目标点的关系,将移动机器人移动的三维空间模型转化成二维平面,利用栅格法对二维平面环境模型...  (本文共69页) 本文目录 | 阅读全文>>

合肥工业大学
合肥工业大学

三维空间移动机器人路径规划技术的研究

在机器人智能控制的研究中,路径规划是实现移动机器人自主导航研究的重要环节之一,也是当今国内学者研究的重点。为了提高三维空间移动机器人的自主导航能力,本文在充分调研轮式移动机器人和空间旋翼机器人路径规划技术的研究现状及发展趋势的基础上,对其路径规划技术展开了深入的研究。主要研究内容包含以下几个方面:首先,分别建立了轮式移动机器人和空间旋翼机器人的运动学模型和动力学模型,并根据轮式移动机器人的运动学模型,空间旋翼机器人的动力学模型以及路径规划任务的需求,建立了轮式移动机器人姿态变换的控制模型及空间旋翼机器人达点运动的控制模型。其次,考虑到三维空间移动机器人全局路径规划的需求,先在二维的栅格环境下,采用A*算法和B样条曲线技术为轮式移动机器人构建了满足其运动学约束的全局路径规划模型。再在满足空间旋翼机器人动力学约束的基础上,将A*算法改进并应用在三维空间并建立空间旋翼机器人的全局路径规划模型。之后,考虑到三维空间移动机器人在动态环境下...  (本文共97页) 本文目录 | 阅读全文>>

长安大学
长安大学

面向智能仓库多移动机器人路径规划研究

随着全球制造业形态与格局的发展,机器人技术及应用已经成为主要国家在科技、产业发展、战略走向等必争领域的制高点,机器人类型中最具代表性的移动机器人是一类可根据目标指令执行、协助及取代部分人类工作的机器。本文以智能仓库物流货物搬运工作状况作为移动机器人路径规划的研究背景,旨在障碍物复杂环境下使移动机器人能够准确、高效、安全、自主的探寻一条由起始位置到目标位置的无碰壁最优轨迹。首先,根据国内外机器人发展历程,论述了移动机器人在全球智能制造业中的战略高度及重要意义,并详细阐述了移动机器人路径规划的方法、应用领域以及未来的发展趋势,通过对移动机器人路径规划技术分析,为本文后续智能仓库物流货物搬运机器人路径规划研究提供了方向。然后,针对智能仓库多移动机器人路径规划的关键技术进行了研究。建立了智能仓库多移动机器人路径规划的数学模型;分析了移动机器人的控制系统、硬件系统、运动学模型;探讨了移动机器人的环境地图创建、导航、定位和路径规划方法;详细...  (本文共83页) 本文目录 | 阅读全文>>

东北大学
东北大学

基于模糊和粒子群算法的移动机器人路径规划研究

移动机器人路径规划是机器人研究领域的一个重要内容,本文针对部分环境信息已知以及存在未知静态障碍物的情况,提出了一种移动机器人混合路径规划的方法。该方法首先采用粒子群算法直接作用于改进编码的环境模型中进行全局规划,得到一条合适的路径,然后,依靠这条路径,采用模糊神经网络算法进行局部避障规划,保证了移动机器人在实时避开未知静态障碍物的同时,尽量沿着原规划好的全局路径运行。论文首先在进行全局路径规划时,采用传统方法链接图法来进行环境建模,通过改进编码方法,使得粒子群算法能直接作用于环境模型中求得合适的路径,并继续使用粒子群算法对此路径进行优化从而得到最优的路径,同时,加入随机因子有效避免了粒子群算法陷入局部极值点。仿真结果表明,与传统方法相比,本文所提的方法不仅大大的减少了算法的复杂性和提高了算法的效率性,而且加快了收敛速度,能在较短的时间内寻找到最优路径。其次在进行局部路径规划时,使用了一种用于局部路径规划的模糊神经网络结构,并进行...  (本文共82页) 本文目录 | 阅读全文>>

中南大学
中南大学

模块化移动机器人路径规划的实验研究

移动机器人路径规划问题是机器人研究中一个重要问题,也是热门的研究方向之一。目前对路径规划的研究工作多是理论上的,通过计算机仿真来验证路径规划方法的有效性,而有关的实验研究或实验结论比较少见。进行移动机器人路径规划的实验研究,对验证已有的规划算法的有效性及局限性、对路径规划理论的发展以及对路径规划理论在实际中的应用都具有非常重要的意义。本文使用博创科技的模块化移动机器人UP-Voyager作为实验平台,从移动机器人路径规划研究中的两个大方向出发进行实验研究。1、模块化移动机器人的全局路径规划实现。使用栅格模型来描述实际实验环境,对不同障碍物处理方法进行可行性分析。通过机器人的运动控制实验了解机器人的运动特性。使用A*算法在实际实验环境中进行全局路径规划,用模块化移动机器人进行实验;然后对A*算法规划后进行路径优化处理,用模块化移动机器人进行实验。对两者的实际实验结果进行多方面的分析和比较。2、模块化移动机器人在未知环境下的路径规划...  (本文共82页) 本文目录 | 阅读全文>>