基于遗传算法的移动机器人路径规划研究

发布时间：2017-04-24 12:08

  本文关键词：基于遗传算法的移动机器人路径规划研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 目前,随着智能机器人技术的发展,人们对移动机器人的导航,动态避障,路径规划等方面提出了更高的要求。移动机器人运动环境的多变性和复杂性,决定了移动机器人路径规划问题是机器人领域一个研究重点。路径规划作为移动机器人研究中的一个重要研究内容,它是移动机器人按照某一性能指标(如距离、时间、能量等)寻找一条从起始状态到目标状态无碰撞的最优或次最优路径,使之尽可能的平滑和安全。遗传算法是建立在自然选择和群体遗传学基础上的随机、迭代和进化过程,是路径规划研究领域中的一种十分有效地算法。本论文在结合目前多种路径规划方法优缺点的基础上,选择遗传算法来解决移动机器人的路径规划问题。 论文在阐述移动机器人的研究状况和发展趋势的基础上,分析了目前移动机器人的路径规划方法,重点研究了基于遗传算法的移动机器人路径规划方法。主要内容有:首先,采用栅格建立地图的方法建立机器人的地图模型,并用序列号法进行编码以及用间断无障碍路径结合启发式方法产生遗传算法的初始种群;其次,选取路径最短设定适应度函数;最后,进行遗传操作,包含有:用轮赌盘方法进行选择、用重合点交叉法进行交叉、以一个较小的概率进行变异和交叉概率和变异概率的自适应调整方法等内容。论文是在静态环境下,对移动机器人进行的全局路径规划,利用MATLAB仿真对移动机器人路径规划进行模拟,从而验证了这种仿生的智能算法的有效性。
【关键词】：移动机器人 路径规划 遗传算法 最优或次最优路径
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TP242
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 1 绪论7-15
• 1.1 概述7-8
• 1.2 课题研究意义8-9
• 1.3 国内外研究现状和发展趋势9-12
• 1.4 遗传算法的进展12-14
• 1.5 本文的主要研究内容14-15
• 2 移动机器人的路径规划15-29
• 2.1 移动机器人的导航技术15-18
• 2.1.1 机器人导航的概述15
• 2.1.2 移动机器人环境地图的建立15-17
• 2.1.3 移动机器人的导航方式17
• 2.1.4 移动机器人的定位17-18
• 2.2 路径规划的定义18-19
• 2.3 移动机器人路径规划的特点和问题19-20
• 2.4 路径规划方法的分类20-28
• 2.4.1 传统的路径规划方法21-24
• 2.4.2 智能的路径规划方法24-28
• 2.5 本章小结28-29
• 3 遗传算法的原理29-43
• 3.1 遗传算法的概述29-31
• 3.1.1 遗传算法的基本理论29
• 3.1.2 遗传算法的基本思想29-31
• 3.1.3 遗传算法的基本术语31
• 3.2 遗传算法的特点和应用31-34
• 3.2.1 遗传算法的特点31-32
• 3.2.2 遗传算法的应用32-34
• 3.3 基本遗传算法34-42
• 3.3.1 基本遗传算法的形式化定义与描述34-35
• 3.3.2 基本遗传算法的基本步骤35-36
• 3.3.3 初始化种群36
• 3.3.4 编码表示36-37
• 3.3.5 适应度函数37-38
• 3.3.6 遗传算子38-42
• 3.3.7 参数设定42
• 3.3.8 终止条件的设定42
• 3.4 本章小节42-43
• 4 基于遗传算法的移动机器人路径规划43-53
• 4.1 建立环境模型43-46
• 4.2 初始化设置46-49
• 4.2.1 路径的编码46-47
• 4.2.2 初始化种群47-49
• 4.3 适应度函数49
• 4.4 遗传算子的设计49-51
• 4.4.1 选择算子49-50
• 4.4.2 交叉算子50
• 4.4.3 变异算子50-51
• 4.4.4 删除算子51
• 4.5 终止条件的设定51
• 4.6 交叉、变异参数的调整51-52
• 4.7 本算法路径规划的流程52
• 4.8 本章小结52-53
• 5 路径规划的仿真实验53-59
• 5.1 Matlab 简介53-54
• 5.1.1 Matlab 的功能及特点53-54
• 5.1.2 Matlab 系统54
• 5.2 Matlab 遗传算法工具箱54-56
• 5.2.1 遗传算法的主函数56
• 5.2.2 初始种群的生成函数56
• 5.2.3 基本遗传操作函数56
• 5.3 仿真实验56-58
• 5.4 本章小结58-59
• 6 结论59-60
• 6.1 结论59
• 6.2 展望59-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-63
• 附录63

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 莫军;田亚龙;;基于免疫遗传算法的水下无人平台航路规划[J];舰船科学技术;2012年09期

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 周帆;一类多机器人路径规划的研究与仿真[D];南京理工大学;2013年

2 王宝广;无人机任务规划系统研究[D];沈阳航空航天大学;2013年

3 韩利华;基于惯性导航和视觉传感器信息融合的移动机器人定位研究[D];长安大学;2012年

4 彭丽;基于遗传算法的移动机器人路径规划[D];长沙理工大学;2013年

  本文关键词：基于遗传算法的移动机器人路径规划研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：324167