动态环境下移动机器人路径规划方法研究
发布时间：2021-01-04 04:05
路径规划技术是移动机器人导航系统中的关键部分。动态环境下移动机器人路径规划是指在存有动态障碍物的未知环境中,规划出一条从起始点到目标点的无碰撞路径。如何在实时躲避障碍物的同时规划出最优路径,是一个值得研究的问题。为解决此问题,本文提出将烟花算法应用于路径规划中,并提出基于改进烟花算法的全局路径规划与基于滚动窗口的局部避碰相结合的双层算法进行路径搜索,该算法从路径最优和实时性方面都体现了一定的优势。本文的主要研究内容包括:1.在进行路径搜索前,需要对移动机器人的工作空间进行环境建模。首先将工作空间转化为二维平面,使用栅格法对工作空间划分标识,然后将处理后的环境信息映射到栅格图中。另外,考虑到路径的安全性问题,将获取到的障碍物信息在栅格图中以机器人长宽最大尺寸的一半进行膨胀,以便机器人能够沿着规划的路径进行无碰撞的移动。2.本文对烟花算法（FWA）进行应用研究。首先将基本烟花算法和增强烟花算法（EFWA）应用于路径规划中,然后采用“后退—惩罚”方法解决路径进入死锁状态的问题。针对增强烟花算法的爆炸半径未使用搜索过程的局部信息的问题,使用核心烟花的动态搜索半径策略进行改进。通过仿真实验对比分...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
移动机器人Shakey
都可以实现灵活的转动，并且可以自由的走动，其腿部装有多个摄像个角度来观察环境，并且可以自由的走动。同年，日本研制出了能在走的 P3 类人机器人。世纪以来，移动机器人的发展迈向新阶段。2004 年，韩国研制出新型O”，它既能识别声音，也能将声音进行合成。HUBO 的两只眼睛可以自功能比较好，此外，它还能与人进行简单的互动。而且韩国政府计划家都有服务机器人的目标。2005 年，美国 Adept 公司研制的 PatrolB机器人在复杂多变的环境中能够精准定位的进行路径规划，当其电量行找到充电桩充电。2008 年，美国 iRobot 公司研制的 710 Warrior 机的地形行走，还可以清除炸弹和障碍。2011 年 3 月，日本为清理由地事故残骸，研制了机器人“Monirobo”，该机器人不仅能够清除障碍，湿度。2012 年 5 月，谷歌(GOOGLE)公司成功研发了无人驾驶汽车系的石川正俊教授等人研制出能够像人类一样呈前倾姿势行走的，且可足行走机器人，如图 1.2 所示，并且通过调整马达线圈的缠绕方式，生强大力量的马达，奔跑速度相当于一流马拉松选手。
第 1 章 绪论合等关键技术。沈阳自动化研究所于 2004 年研发出一款新型能够对疑似爆炸物进行排查、搬运和引爆外环境[4]。哈尔滨工业大学于 2010 年研制出一种服提供倒水、取药、提醒吃药等服务，还可以检测室若发生异常，通过预设程序主动上报[5]。2018 年平昌屏”的 24 台智能机器人和 24 名轮滑演员一起配合，如图 1.3 所示。这是世界上第一次出现多台机器艺术完美的融合在一起。这些移动机器人的自主运
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于烟花算法与差分进化算法的模糊分类系统设计[J]. 朱晓东,刘冲,郭雅默. 郑州大学学报(工学版). 2015(06)
[2]动态环境下基于改进蚁群算法的机器人路径规划研究[J]. 屈鸿,黄利伟,柯星. 电子科技大学学报. 2015(02)
[3]烟花算法研究进展[J]. 谭营,郑少秋. 智能系统学报. 2014(05)
[4]精英粒子群优化算法及其在机器人路径规划中的应用[J]. 颜雪松,胡成玉,姚宏,伍庆华. 光学精密工程. 2013(12)
[5]烟花算法求解非线性方程组[J]. 杜振鑫. 现代计算机(专业版). 2013(04)
[6]改进的基于局部搜索策略的生物地理学优化算法[J]. 王芙丽,李平,曹江涛. 江南大学学报(自然科学版). 2012(04)
[7]基于混沌的生物地理分布优化算法[J]. 张萍,魏平,于鸿洋,费春. 电子科技大学学报. 2012(01)
[8]生物地理学优化算法中迁移算子的比较[J]. 吴斌,林锦国,崔志勇. 计算机工程与应用. 2012(25)
[9]求解0/1背包问题的烟花算法研究[J]. 张家琴. 武汉工程职业技术学院学报. 2011(03)
[10]改进遗传算法在移动机器人全局路径规划中的应用[J]. 蒋明,王姮,张华,解兴哲. 计算机应用与软件. 2011(08)
博士论文
[1]一种新型的智能优化方法-人工鱼群算法[D]. 李晓磊.浙江大学 2003
硕士论文
[1]基于智能算法的移动机器人路径规划[D]. 刘宁.哈尔滨工程大学 2014
[2]可变形履带机器人设计与运动分析[D]. 黑沫.国防科学技术大学 2010
本文编号：2956114
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
移动机器人Shakey
都可以实现灵活的转动，并且可以自由的走动，其腿部装有多个摄像个角度来观察环境，并且可以自由的走动。同年，日本研制出了能在走的 P3 类人机器人。世纪以来，移动机器人的发展迈向新阶段。2004 年，韩国研制出新型O”，它既能识别声音，也能将声音进行合成。HUBO 的两只眼睛可以自功能比较好，此外，它还能与人进行简单的互动。而且韩国政府计划家都有服务机器人的目标。2005 年，美国 Adept 公司研制的 PatrolB机器人在复杂多变的环境中能够精准定位的进行路径规划，当其电量行找到充电桩充电。2008 年，美国 iRobot 公司研制的 710 Warrior 机的地形行走，还可以清除炸弹和障碍。2011 年 3 月，日本为清理由地事故残骸，研制了机器人“Monirobo”，该机器人不仅能够清除障碍，湿度。2012 年 5 月，谷歌(GOOGLE)公司成功研发了无人驾驶汽车系的石川正俊教授等人研制出能够像人类一样呈前倾姿势行走的，且可足行走机器人，如图 1.2 所示，并且通过调整马达线圈的缠绕方式，生强大力量的马达，奔跑速度相当于一流马拉松选手。
第 1 章 绪论合等关键技术。沈阳自动化研究所于 2004 年研发出一款新型能够对疑似爆炸物进行排查、搬运和引爆外环境[4]。哈尔滨工业大学于 2010 年研制出一种服提供倒水、取药、提醒吃药等服务，还可以检测室若发生异常，通过预设程序主动上报[5]。2018 年平昌屏”的 24 台智能机器人和 24 名轮滑演员一起配合，如图 1.3 所示。这是世界上第一次出现多台机器艺术完美的融合在一起。这些移动机器人的自主运
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于烟花算法与差分进化算法的模糊分类系统设计[J]. 朱晓东,刘冲,郭雅默. 郑州大学学报(工学版). 2015(06)
[2]动态环境下基于改进蚁群算法的机器人路径规划研究[J]. 屈鸿,黄利伟,柯星. 电子科技大学学报. 2015(02)
[3]烟花算法研究进展[J]. 谭营,郑少秋. 智能系统学报. 2014(05)
[4]精英粒子群优化算法及其在机器人路径规划中的应用[J]. 颜雪松,胡成玉,姚宏,伍庆华. 光学精密工程. 2013(12)
[5]烟花算法求解非线性方程组[J]. 杜振鑫. 现代计算机(专业版). 2013(04)
[6]改进的基于局部搜索策略的生物地理学优化算法[J]. 王芙丽,李平,曹江涛. 江南大学学报(自然科学版). 2012(04)
[7]基于混沌的生物地理分布优化算法[J]. 张萍,魏平,于鸿洋,费春. 电子科技大学学报. 2012(01)
[8]生物地理学优化算法中迁移算子的比较[J]. 吴斌,林锦国,崔志勇. 计算机工程与应用. 2012(25)
[9]求解0/1背包问题的烟花算法研究[J]. 张家琴. 武汉工程职业技术学院学报. 2011(03)
[10]改进遗传算法在移动机器人全局路径规划中的应用[J]. 蒋明,王姮,张华,解兴哲. 计算机应用与软件. 2011(08)
博士论文
[1]一种新型的智能优化方法-人工鱼群算法[D]. 李晓磊.浙江大学 2003
硕士论文
[1]基于智能算法的移动机器人路径规划[D]. 刘宁.哈尔滨工程大学 2014
[2]可变形履带机器人设计与运动分析[D]. 黑沫.国防科学技术大学 2010
本文编号：2956114
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