自主移动机器人的总体设计及路径规划的研究

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文摘要近几年来自主移动机器人的研究已成为一个热点。自主移动机器人具有一定的智能和判断能力。目前，移动机器人越来越多的应用到了各个行业。这些应用对移动机器人的自主运动能力提出了更高的要求。本论文以移动机器人总体设计及其路径规划为选题，设计和研究目的是为211项目“智能移动机器人研究”搭建基本的实验平台。同时也为今后将要深入进行的路径规划算法研究打下初步基础。本文具体完成了以下的工作：首先，根据需要设计了小车车体，选定了电机、光电编码器等相关部件，并设计了驱动系统，最后完成了小车的组装调试。其次，本文简单介绍了基于栅格法和A}算法的全局路径规划，以及实物

2、仿真，然后重点介绍了基于势场法的机器人局部路径规划方法，提出了一个新势场函数，并分析了传统势场法中存在的缺陷，针对传统势场法的这些缺点，提出了融入模拟退火算法的人工势场法，有效的克服传统势场法的缺点。进行了相应的仿真。最后，对所取得的结论和成果进行了概括和总结，提出了本课题在未来的发展趋势和下一步研究方向。关键词：移动机器人；路径规划；势场法；模拟退火；避障哈尔滨工程大学硕士学位论文ABSTRACT111eresearchofintelligentmobilerobothasah-eadybecomemoreandmorepopularinrecentyears．Mobil

3、erobotisingelligentorautonomoustoaeeTtainextent．Rencently,mobilerobotarebeingintroducedintomanyapplicationsituations．HighdemandsORtheautomaticmovingabilityofmobilerobotafeputforwardbytheseapplications．ThepurposeofthisworkistobuiMup趾experimentplatformforthe211Program‘'TheResearchofIntellige

4、ntMobileRobot'’andmakeaprimaryfoundationforpathplanningmethodresearch．Inthispaper,themainworkincludes：Firstly,wedesignedthebodyworkfortherobot,gotthemotors，photoelectricencodesandsomeaecessories．thenwedesignedthedrivingsystemforit．ARcranofthese,wefixedthemontothemobilerobotanddebllggedthea

5、n．Secondly,thisthesisdiscussedthemethodsonmodelingofenvironmentandsearchingstrategy,andespeciallydiscussedthepotentialfunctionformobilerobotpathplanning．Proposedapotentialfunction,andanalysedthedefectexistinginthelraditionalpotentialftmction．Inthefaceofshotcomingsofthelraditionalpotentialf

6、unction,Iproposedaimprovedpotentialfunctionwithsimulatedannealing，ithaseffectiveovercometheseshortcomings．inthefinalpartofthispaper,theresearchandresultaresummarized．Thefutureofthisresearch石eldisdescribed．Keywords：mobilerobot；pathplaaning；potentialfunction；simulatedannealing；obstacleavoida

7、nce哈尔滨工程大学硕士学位论文1．1选题背景和依据第1章绪论移动机器人是一种能够通过传感器感知外界环境和自身状态，实现在有障碍物的环境中面向目标的自主运动，从而完成一定作业功能的机器人系统。近年来，由于移动机器人在工业、农业、医学、航天和人类生活的各个方面显示了越来越广泛的应用前景，使得它成为了国际机器人学的研究热点。20世纪90年代以来，以研制高水平的环境信息传感器和信息处理技术，高适应性的移动机器人控制技术，真实环境下的规划技术为标志，开展了移动机器人更高层次的研究。目前，移动机器人特别是自主移动机器人已成为