移动机器人路径规划研究

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文摘要移动机器人路径规划是移动机器人技术研究中关键的问题之一，路径规划的主要任务是：当移动机器人运行在外界环境中时，寻求一条从已知起点到己知终点之间的最优路径，即在存在障碍物的空间中能够找到一条最短的或最低代价的无碰撞路径。本文首先从移动机器人的历史和现状出发，对比了机器人技术在国内外的不同发展状况，对移动机器人领域的主要研究方向进行了综述，并总结了路径规划问题所要解决的基本问题。移动机器人在实际应用中首先遇到的就是机器人本身的定位问题，确保机器人位姿的准确性是完成任务的前提。本文对几种常用的定位方法进行了介

2、绍，由于我们自行设计的机器人系统带有由CCD摄像头组成的视觉系统，所以本文着重介组了一种基于计算机视觉对航迹推算的结果进行修正的定位方法。机器人的路径规划问题可以分解为全局路径规划和局部路径规划即避障问题，本文分别介绍了这两种路径规划目前常用的几种方法，并对比分析了每种方法的优缺点。对于机器人全局路径规划本文采用基于A{算法的路径搜索策略，介绍了这种方法的原理、步骤和对路径规划的实现；对于机器人局部路径规划本文主要研究的是使用移动机器人本体的18个同质超声波传感器来进行机器人的避障，采用了基于栅格法的避障方式。本文设计了基于vc++

3、的路径规划控制和仿真软件，并使用该软件验证卜述所使用的算法和策略的正确性和有效性。关键词：移动机器人；路径规划；A％算法；栅格法哈尔滨工程大学硕士学位论文AbstractPath—planningformobilerobotsisoneofthemostcriticaltechnologiesamongalloftheroboticsresearchesThechieftaskofthepath—planningis：whenthemobilerobotisrunningundertheenvironmentalspace，itis

4、usuallyaskedtoseekoneofoptimalpathwhichwouldlinkbetweentheknownstartpointandtheknownendpoint．Thatistosaythatweatleastcouldfindtheavoid-collidingpathWhichshouldbeshortestor10westcost．Firstly，thethesismakesasummarizeondifferentresearchaspectsofmobilerobotandcomparesthedi

5、fferentdevelopmentlevelofforeignanddomesticandsumsupthebasicproblemofthepath—plarmingforthemobilerobot．Therobot’Sorientationisthefirstproblemweshouldsolve．Theveraciousorientationisthepreconditionoftherobottofinishthetask．Severalcommonlyusedmethodsoforientationareintrod

6、ucedinthethesisandthemethodoferrorrevisefortrackorientationbasedonvisionofcomputerisemphasizedbecausethemobilerobotthatwedesignedhasthevisualsystemwithCCDcamera．Path—planningformobilerobotiscomposedoftwomainparts：thewholepath-planningandthelocalpath—planning．Severalcon

7、unonlyusedmethodsforthetwopartsareintroducedandtheadvantagesanddisadvantagesforeachmethodareanalyzedinthisthesis．Thestrategyofpath-findingbasedonA+algorithmforwholepath—planningisusedinthethesis．Themainresearchofthethesisishowtouseeighteenultrasonicsensorstorealizetheo

8、bstacleavoidanceThestrategyofpath—findingbasedongridalgorithmforlocalpath-plamaingisusedThecontrolsoftwareforpathplan