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避障路径规划的算法研究

避障路径规划问题是在具有障碍物的环境中,按照某个评价标准(如最短路径长度、最短行进时间、最小能量消耗等),规划一条从起始点位置到达目标点位置最优(或次优)的无碰(避障)路径。避障路径规规划问题在机器人学、VLSI、地理信息系统等众多领域有着广泛的应用,其主要内容涉及环境表达、规划方法、路径搜索以及人工智能等多个学科。关于避障路径规划高效算法的研究长期以来一直受到人们的关注和重视,人们从多方面进行了探索和研究,虽取得了一些成果,但仍存在许多问题有待深入研究。以“可视图”模型为基础,应用“智能计算”、“两级动态规划”以及“最小任意四边形包围盒”等方法从理论和应用两个层面研究避障路径规划算法。取得的结果不仅可直接应用于避障路径规划算法的设计与实现,而且还可应用于计算几何中相关问题的求解。因此,研究工作具有重要理论意义和实际应用价值。采用“可视图”表达环境、建立环境模型,将避障路径规划中最优路径问题转化成为从起始点到目标点经过可视直线的  (本文共104页) 本文目录 | 阅读全文>>

《中小企业管理与科技(上旬刊)》2016年02期
中小企业管理与科技(上旬刊)

智能机器人避障路径规划算法研究

智能机器人只有具备自主移动能力才能实现应用价值。路径规划用于决策机器人在环境中如何行走的问题,是实现机器人智能化的关键技术。为提高机器人路径规划,对未知环境的实时性、适应性和优化性要求越来越高。自主移动机器人是集环境感知、动态策略与规划、行为控制与执行等多功能于一体的综合系统。近几年,移动机器人技术在工业、农业、医学、航天航...  (本文共2页) 阅读全文>>

燕山大学
燕山大学

基于Minkowski和的快速避障路径规划算法研究

移动机器人路径规划是机器人技术研究领域中的一个重要组成部分,其研究成果已在装配仿真、数控机床和机器人学等诸多领域中得到了广泛的应用。对于在已知障碍环境中的机器人,沿某一特殊路径从开始点到达目的地而避免与其工作空间中的障碍物发生碰撞,如何提高碰撞检测的实时性,有效进行避障路径规划一直是研究的热点和难点问题。本文围绕移动机器人路径规划问题进行了透彻分析和深入研究,主要针对碰撞检测和路径规划方法进行了探索性研究。首先,简要介绍了移动机器人路径规划的研究背景及意义,对国内外机器人路径规划的研究现状、研究方法和关键技术等进行了系统的归纳与总结,分析了其各自的优点和存在的不足,为论文的研究工作奠定了重要基础。其次,提出了基于Minkowski和的快速碰撞检测算法,给出了Minkowski和的具体计算方法和从工作空间到C-空间的映射策略,利用Minkowski和可以快速构造C-空间障碍物和自由C-空间,从而将机器人碰撞检测问题转化为C-空间中...  (本文共73页) 本文目录 | 阅读全文>>

电子科技大学
电子科技大学

蛇形机器人结构设计及避障路径规划算法研究

仿生机器人是根据自然界中的某些生物器官例如章鱼触手、大象的鼻子、蛇的身体等等设计出的一种连续型机器人。仿生机器人与传统的机械臂相比,它的运动更加灵活,能够解决的问题也更多。在面对柔软的目标物体时,传统机械臂末端执行器不一定能对它进行抓取,而仿生机器人由于其本体具有的柔性可以将目标物体给包裹起来。同时,在面对复杂的工作环境时,仿生机器人的灵活性使它能够很好地做到对障碍物的躲避进而完成工作。本文在国内外学者对仿生机器人研究的基础之上设计了一种小型气动多关节蛇形机器人。首先根据它所需要适应的工作环境确定蛇形机器人的机械结构参数。然后通过SimMechanics工具箱对蛇形机器人的正逆运动学和动力学问题进行仿真分析,得出蛇形机器人运动时的偏转和伸缩与驱动元件的伸缩量之间的关系,还有蛇形机器人在伸缩和偏转运动中驱动力与速度、加速度之间的关系,并根据蛇形机器人的Simulink仿真结果,确定驱动元件的型号。在设计好了蛇形机器人的机械结构之后...  (本文共74页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安科技大学
西安科技大学

基于激光导航AGV路径规划与避障算法的研究

在智能化仓储物流系统中,自动导引车AGV(Automatic guided vehicle)是体现智能物流的关键部分。虽然单AGV控制技术比较成熟,但在大规模仓库中复杂交叉路径下,多AGV协同控制技术仍存在一定研究空间。本文针对AGV路径规划和避障问题进行深入研究,以AGV运动控制为核心,在路径规划基础上,重点研究协同控制多台AGV使其有序通过路径冲突区域的问题,具体内容如下:(1)选择拓扑法作为地图建模方法,设计一种新的节点数据结构并制定了相邻节点编号规则,通过数据结构中的拓扑信息将离散节点组成完整地图。(2)路径规划方面,在完善节点父子信息和路径代价值信息基础上,将传统A*算法基于8邻域的顶点扩展方式改进为基于4相邻节点的扩展方式,并采用时间复杂度和空间复杂度较小的大顶堆排序算法对开放列表中节点排序,进一步提高路径搜索速度。采取正向搜索与反向搜索相结合的方式,以路径最短为前提选择转弯次数较少的路径作为最优路径。通过路径规划仿...  (本文共82页) 本文目录 | 阅读全文>>

中南林业科技大学
中南林业科技大学

基于关节空间的采摘机器人机械臂实时避障算法研究

农业是典型的劳动密集型产业,而其中果蔬的收获又是占用劳动力最多且难以实现机械化作业的关键环节。即使发达国家的农业作业已达到较高的自动化水平,其采摘环节仍然大量依赖人工来完成,实现采摘作业的自动化已成为农业生产发展的现实需求。将采摘机器人应用到农业实际生产,有利于缓解劳动力不足的问题,有助于降低农产品成本,提高农副产品在市场中的竞争力。在采摘过程中存在随机生长的枝叶、未成熟果实阻碍采摘机器人机械臂运动的现象,这一问题导致采摘机器人难以真正应用到农业生产活动中,制约了采摘机器人产业的发展。因此,开展采摘机器人机械臂实时避障路径规划方法的研究,对于推广采摘机器人在农业生产中的应用有着十分重要的现实意义。本文的主要研究内容如下:1、机械臂运动学分析与碰撞检测算法。通过空间几何体包络模型的优缺点,确定机械臂和空间障碍物的碰撞检测包络模型类型。基于旋量理论对机械臂进行数学建模,推导机械臂正运动学方程,结合机械臂结构参数构建其简化的碰撞检测模...  (本文共100页) 本文目录 | 阅读全文>>