基于AFSA-GA算法融合的机器人路径规划研究

发布时间：2020-05-10 18:37

【摘要】：机器人路径规划是机器人技术中最重要的研究方向之一,随着国内外学者对路径规划方法的研究不断增多,使得机器人的应用范围越来越宽,对人们的生活、社会的发展以及科学技术的创新都有很大的影响。路径规划,即为在给定的工作环境中,机器人能根据任务要求寻找到一条路径,且这条路径能连接起点和终点,还能绕开所有障碍物的过程。本文的主要研究内容如下所示:1.对移动机器人路径规划的意义、发展趋势、国内外研究现状等进行了了解,并研究分析了传统的路径规划方法和智能的路径规划方法。2.学习了基本遗传算法(GA),并分析了其优缺点,针对由于初始种群质量的影响使得遗传算法寻优精度低和收敛速度慢的问题,提出间断无障碍的方法来生成初始种群,并对遗传操作进行了新的设计。将改进后的遗传算法应用到路径规划中来验证其有效性。3.学习人工鱼群算法(AFSA)的理论知识、优化步骤等,分析其优缺点。针对由于行为选择而使得人工鱼群算法容易陷入局部最优的情况,提出了新的行为选择策略,同时对觅食行为也进行了改进。将改进后的人工鱼群算法应用到机器人路径规划中,改进效果良好。4、通过对人工鱼群算法和遗传算法优缺点的分析,提出了将人工鱼群算法和遗传算法相结合的路径规划方法。其主要思路是在栅格环境中通过人工鱼的聚群、追尾及觅食行为对节点进行寻优选择,实现路径的搜索,搜索到的路径看成是遗传算法的初始种群,再通过遗传算法来实现最优路径的求解;最后通过仿真对三种算法进行了对比,验证了人工鱼群遗传算法的可行性和优越性。
【图文】：

由于一些科研技术的发展使得研究出来的机器人更具有高级性。1990 年，第一台名叫 Helpmate 的机器人被设计出来，如图 1-4 所示。这也标志着机器人开始在医疗服务上进行应用。它的机身设计使用了大量的传感器原件并且使用了大量的控制器，使这款机器人能够用于传递医疗用品。

图 1-1AS-R 移动机器人 图 1-2 变电站寻维机器人图 1-1 是 AS-R 移动机器人，，其采用了双轮驱动的驱动方式，同时也采用了模块化设计，这对功能扩展非常有利。图 1-2 为变电站寻维机器人，具有很强的数据分析和学习能力，大大提高了巡视效率。
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP242

【参考文献】

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本文编号：2657724