文档介绍：机器人路径规划方法综述
机器人原理与应用论文题目 : 机器人路径规划方法综述
学院 : 信息科学与工程学院
专业 : 控制科学与工程
班级: 研132班
学号 : 201304703039
学生姓名: 张梁
日期 : 二○一四年五月
机器人路径规划方法综述
摘要 : 路径规划技术是机器人控制技术研究中的一个重要问题 , 目前的研究主要分为全局规划方法和局部规划方法两大类。全局规划方法主要是以基于构形空 b5E2RGbCAP
间的几何法和拓扑法为主 ; 而局部规划方法主要是以基于直角坐标空间的人工势场法为主。通过对机器人路径规划方法研究现状的分析 , 指出了各种方法的优点及不足 , 并对其发展方向进行了展望。 p1EanqFDPw
关键词 : 机器人 ; 路径规划 ; 人工势场 ; 组合曲线 ; 全局规划 ; 局部规划
引言
路径规划在自主移动机器人导航中起着重要作用 , 是指在有障碍物的环境中规划一条从机器人的起始位置到目标位置的路径。移动机器人的路径规划是机器人智能控制应用中的一项重要技术 , 是移动机器人导航技术中不可缺少的重要组成部分 [1], 路径规划是移动机器人完成任务的安全保障 , 同时也是移动机器人智能化程度的重要标志 [2] 。DXDiTa9E3d
机器人路径规划的研究起始于 20 世纪 70 年代 , 目前对这一问题的研究仍然十分活跃 , 国内外学者作了大量工作 [3], 提出了很多种路径规划的方法。比较经典的方法有可视图法、切线图法、 Voronoi 图法、人工势场法、极坐标直方图法、矢量场法、基于碰撞传感器的沿墙走法等。近十几年来 , 一些智能的方法如模糊逻辑算法、神经网络、遗传算法等也用于路径规划。路径规划可分为 : (1) 全局路径规划 : 环境信息完全已知 , 根据环境地图按照一定的算法搜寻一条最优或者近似最优的无碰撞路径 , 规划路径的精确程度取决于获取环境信息的准确程度 ; (2) 局部路径规划 : 环境信息完全未知或部分未知 , 根据传感器的信息来不断地更新其内部的环境信息 , 从而确定出机器人在地图中的当前位置及周围局部范围内的障碍物分布情况 , 并在此基础上 , 规划出一条从当前点到某一子目标点的最优路径。 RTCrpUDGiT
整体方法分析
多项式类型和三角函数类型的轨迹规划曲线是机器人系统常用的最基本,
最普遍曲线。但是随着生产技术的发展 , 对机器运动特性的要求不断提高 , 对于
轨迹规划曲线的要求也就越来越严格。机器人系统在一些场合下 , 对其轨迹规划曲线不仅要求高阶导数连续 , 同时也要求具有良好的综合特性指标。单一型
的轨迹规划曲线已经不能满足要求。因此 , 这就需要综合几种不同轨迹规划曲线的特点 , 设计出一种具有良好综合特性的轨迹规划曲线 , 以便发扬各自的优点
和克服其缺点。通过几种不同函数组合在一起而设计出的轨迹规划曲线 , 就是
组合型的轨迹规划曲线。组合型的轨迹规划曲线是由分段函数组成的。在各段函数的连接点处 , 需要建立临界条件 , 以便保证各分段函数在临界点处具有相同的位移、速度、加