文档介绍：加介次掌
硕 士 学 位 论 文
论文题 目
作者姓名 黄健生 … 二
指导教师
学科 专业 模式识别与智能系统二
所在学院 信息科学与工程学院
提交 日期 二零零八年五月
加声, 次掌
硕 士 学 位 论 文
移动机器人的路径规划研究
黄健生
导师 刘 山 副 教授
专业 模式识别与智能系统
工业控制技术国家重点实验室
浙 江 大学工业控制 研 究所
二零零八年 五 月
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本论 文受国家 自然科学基金项 目
,' 卜标准条件下的迭代 学****控制器设计研究 ”
项 目编号 资助
摘 要
移动机器人平台和移动机械手系统的路径规划是机器人研究中的 一个前沿
的 、关键的领域 。本文针对移动平台和移动机械手 , 结合实验室设备的实际情况,
各提出了一种新的路径规划方法, 并进行 了仿真实验, 验证了所提方法的有效性 。
全文的主要内容如下
针对移动机器人平台, 提出一种新的基于虚拟障碍物— 人工势场法, 并
适合动态未知环境的在线路径规划方法 。同时为了解决人工势场法固有的局部极
小问题, 提出一种新型的虚拟障碍物方法 以逃逸局部极小点 。大量的仿真实验结
果表明, 虚拟障碍物方法不仅 良好地解决了人工势场法的局部极小问题, 并且能
间接地利用经过路径中的信息, 在复杂环境的导航中起到了 “路标 ” 的作用 。该
方法还继承了人工势场法计算简单 、 实时性好 、 适用于动态环境的特点, 整体性
能达到令人满意的效果 。
针对移动机械手的协作规划问题, 提出一种新的基于遗传算法并适合静态
已知环境的离线路径规划方法 。该方法充分利用遗传算法并行计算 、不易陷入局
部最优的优点, 具备概率上寻找全局最优解的能力 。仿真实验结果表明, 该规划
方法运算速度较快, 在避开各种空间障碍物的同时, 能找到一条到达 目标点的符
合 目标函数的优化解 。
针对实验室现有的多机器人协作系统的任务, 设计开发基于上述算法的移
动机械手控制软件, 并给出了在实际应用中如何利用声纳传感器进行障碍物检测
的解决方案 。
关键词 移动机器人 , 移动机械手, 人工势场法, 局部极小, 虚拟障碍物,
路径规划 , 协作规划, 遗传算法
A B S T R A C T
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