基于模糊人工势场法的多移动机器人路径规划研究

发布时间：2017-10-26 04:16

  本文关键词：基于模糊人工势场法的多移动机器人路径规划研究

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【摘要】：路径规划是智能机器人研究中最重要的问题之一。多机器人路径规划要求各个机器人避开环境中的障碍物,同时避免机器人之间的冲突与碰撞,找到从起始点到达目标点的无碰最优路径。本文提出了基于多阶模糊系统人工势场路径规划方法,并以单机器人为平台进行了仿真和实验验证。在以上基础之上,设计了冲突消解策略,解决多机器人路径规划中机器人之间的冲突问题。本文主要研究内容如下：一、介绍了机器人路径规划的研究现状,分析了传统人工势场法中存在的目标不可达,容易陷入局部极小点等缺陷。为了克服这些问题,本文充分考虑了影响机器人路径规划的多个因素,设计了基于模糊人工势场法的路径规划算法。为了避免输入变量过多引起的模糊规则爆炸,模糊控制采用分层模糊系统。二、针对多机器人路径规划可能存在的冲突避碰问题,采用混合策略,将优先级策略和速度调整策略相结合,同时根据机器人之间的位置关系,制定出不同的交通规则。机器人根据所处环境的不同采用相应的策略,从而减少路径规划的路径长度和规划时间。三、针对提出的机器人路径规划算法,分别在单机器人和多机器人上进行了仿真和实验验证。将基于模糊人工势场的算法封装成COM组件,在VC++平台下编写机器人的运动控制程序,将机器人的状态信息显示在开发的算法平台界面上。在单机器人路径规划的基础上,设计通信过程实现机器人信息的共享交换,采用冲突消解策略,完成多机器人路径规划。
【关键词】：路径规划 多移动机器人 分层模糊系统 人工势场法
【学位授予单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP242
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 课题研究背景和意义8-9
• 1.2 国内外机器人领域研究现状9-10
• 1.3 本文主要研究内容10-12
• 第二章 基于模糊人工势场法的机器人路径规划12-30
• 2.1 定位12
• 2.2 路径规划方法概述12-13
• 2.3 传统人工势场法13-17
• 2.3.1 人工势场法原理13-14
• 2.3.2 传统人工势场法的不足14-16
• 2.3.3 传统人工势场法的改进情况16-17
• 2.4 模糊人工势场法的研究17-19
• 2.4.1 人工势场法目标不可达的解决方法17
• 2.4.2 人工势场法局部极小点的解决方法17-19
• 2.5 基于人工势场法的多阶模糊系统控制设计19-23
• 2.5.1 基于人工势场法的一阶模糊系统设计19-21
• 2.5.2 基于人工势场法的二阶模糊系统的设计21-23
• 2.5.3 基于人工势场法的三阶模糊系统的设计23
• 2.6 单机器人系统仿真结果与分析23-28
• 2.6.1 未加模糊人工势场法下的单机器人系统仿真23-24
• 2.6.2 各阶模糊人工势场法下的单机器人系统仿真24-28
• 2.7 本章小结28-30
• 第三章 多机器人路径规划研究30-40
• 3.1 引言30
• 3.2 多机器人体系结构30-31
• 3.3 多机器人路径规划协调策略31-39
• 3.3.1 多移动机器人冲突解决办法31-34
• 3.3.2 多移动机器人路径规划方案34-37
• 3.3.3 多机器系统下仿真结果与分析37-39
• 3.4 本章总结39-40
• 第四章: 移动机器人算法平台及机器人路径规划实验40-56
• 4.1 IN-RF智能移动机器人介绍40-42
• 4.2 运动模型与定位42-45
• 4.3 多移动机器人系统通讯45-47
• 4.3.1 移动机器人通信45
• 4.3.2 无线通讯45-46
• 4.3.3 通信过程的设计46-47
• 4.4 算法验证平台及方案47-50
• 4.4.1 基于COM技术的MATLAB/VC混合编程47-49
• 4.4.2 算法验证平台界面介绍49-50
• 4.5 基于模糊人工势场法的实验结果与分析50-55
• 4.5.1 单机器人路径规划实验与分析51-53
• 4.5.2 多机器人路径规划实验与分析53-55
• 4.6 本章小结55-56
• 第五章 总结和展望56-58
• 5.1 总结56
• 5.2 展望56-58
• 参考文献58-62
• 发表论文62-64
• 致谢64

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1 卢路秋;基于模糊人工势场法的多移动机器人路径规划研究[D];天津工业大学;2016年

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本文编号：1096972