避障路径规划算法研究

发布时间：2023-03-12 15:58

　　避障路径规划技术解决的问题是:在分布有障碍物的环境当中,根据先验的评价标准(比如距离最短、时间最少、耗能最低等)和约束条件(与障碍物不发生碰撞),如何寻找一条从起始位置到目标位置的最优或者次优路径。避障路径规划技术在移动机器人、工业设计、城市管网铺设、交通运输等领域有着广泛的应用。对避障路径规划算法的研究长期以来一直吸引着广大学者的关注,并取得了丰硕的研究成果。避障路径规划技术主要涉及障碍环境建模和路径搜索两个关键技术问题。在障碍环境建模方面应用最为广泛的是“可视图”建模方法,基于“可视图”的路径搜索技术中最有效应用最广的是Dijkstra算法,本文对这两种方法进行了详细介绍。Dijkstra算法适用于求解带权图中的单源点最短路径问题,用于解决避障路径规划问题时存在冗余搜索的问题,为此本文对其进行了改进。另外提出了一种新的基于带权图的搜索算法。该算法可以用于求解从起始点到目标点的所有路径,稍作改进之后亦可用于求解避障最短路径问题。障碍环境分为有边界和无边界两种。“可视图”法应用于无界障碍环境建模时可以起到很好的效果,但是应用于有界障碍环境建模时存在建模过程复杂、效率不高的问题。针对这一...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 路径规划概述
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文研究内容以及研究意义
    1.4 全文章节安排
第2章 避障路径规划原理
    2.1 障碍环境建模
    2.2 路径搜索方法
    2.3 本章小结
第3章 基于可视图的避障路径规划
    3.1 可视图基础
        3.1.1 图论的基础知识
        3.1.2 可视图的定义
        3.1.3 避障路径与可视图的关系
    3.2 可视图的构造方法
        3.2.1 判断可视边
        3.2.2 计算边成本
        3.2.3 可视图构造算法仿真实验
    3.3 经典Dijkstra算法介绍
        3.3.1 Dijkstra算法概述
        3.3.2 Dijkstra算法步骤
        3.3.3 Dijkstra算法改进
    3.4 一种基于赋值有向图的路径规划算法
        3.4.1 算法概述
        3.4.2 回溯过程详解
        3.4.3 算法实施步骤
        3.4.4 算法的正确性与性能分析
        3.4.5 仿真实验结果
    3.5 本章小结
第4章 顾及边界限制的避障路径规划
    4.1 问题概述
    4.2 问题处理策略
    4.3 相关定义
    4.4 指定点在自由区域边界上的避障路径规划
        4.4.1 求非障碍最短路径
        4.4.2 求障碍最短路径
        4.4.3 算法仿真实验
    4.5 指定点在自由区域内部的避障路径规划
        4.5.1 “凸壳-切线”算法思想
        4.5.2 “凸壳-切线”算法中涉及的概念和搜索策略
        4.5.3 “凸壳-切线”算法的实施步骤和流程
        4.5.4 “凸壳-切线”算法复杂性分析
        4.5.5 算法仿真实验
    4.6 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 主要工作总结
    5.2 未来展望
参考文献
个人简历、攻读硕士期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3761513