探析移动机器人路径规划的研究

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1、北京交通大学硕士学位论文移动机器人路径规划的研究姓名：张海涛申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：程荫杭20061201中文摘要摘要：路径规划是移动机器人的一个重要问题，它使得机器人在环境中根据相应的策略到达目标点。围绕路径规划，学者们进行了大量的研究工作。本文以自行研制的SYlOl2移动机器人为背景，对移动机器人的路径规划问题进行了研究。本文综述了移动机器人发展概况和路径规划问题，介绍了自主开发的SYlOl2移动机器人的控制系统和感知系统及超声波传感器。全局路径规划研究中，在分析比较深度优先搜索、广度优先搜索和启发式搜索方法的基础上，选择启发式搜索中的A·算法。对A·算法中的

2、快速收敛、对角线优先、兼顾g(一)的三种估价函数进行了比较，得出兼顾g伽)的估价函数较优的结论，仿真取得了满意的结果。局部路径规划研究中，依赖于目标点位置和超声波传感器获得障碍物信息，从预先定义的专家系统中选择移动机器人偏转角度，进行了软件仿真，实现局部路径规划。关键词：移动机器人；路径规划；A·算法；专家系统ABSTRACr．Pathplanningisallimportantissueformobilerobot,whichmakesmobilerobottoachievedestinationaccordingtosetstrategy．Researchershavedonealoto

3、fworksaboutPathPlanning．Thisdissertationdiscussespathplanningissue∞theself-developedmobilerobotnamedSYl012．ThisdissertationoutlinesdevelopmentofmobilerobotandpathplanningandintroducesthecontrolsystemandsupersoniccensorsystemofSYl012．Ontheglobalpathplanningresearch,thedissertationanalyzesthedifferen

4、cesofdepth-firstsearchalgorithm,width-firstsearchalgorithmandA+algorithm．Comparedfast-convergencevaluefunction,diagonal-firstvaluefunctionandvaluefunctionconsideringg(n)’thedissertationgivestheresultthatthevaluefunctionconsideringg(n)isbetter．Onthepartpathplarmingresearch,dependingonthedestinationa

5、ndobstacles，thedissertationtlSeSexpertsystemtochoosetherotatedanglefornextstep，realizespartpathplanningonsoftwarelevel．KEYWORDS：MobileRobot；PathPlanning；A’Algorithm；ExpertSystem致谢本论文的工作是在我的导师程荫杭教授的悉心指导下完成的，程荫杭教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年来程荫杭老师对我的关心和指导。在实验室工作及撰写论文期间，罗金霞、连秀林、朱瑞、陈晨、齐元芹等同学对我论文

6、中的研究工作给予了热情帮助，陈刚、闫晓霞、赵广涛、刘荣、徐晶晶等学长也对我进行了帮助，在此向他们表达我的感激之情．另外也感谢妈妈刘宜敏，姐姐刘飞和我的女友，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业．1．1机器人简介第1章引言机器人是现今高科技发展的代表方向之一，就其发展来看大致经历了以下三个阶段：第一阶段是可编程的示教再现型机器人。它不配备任何外部传感器，一般采用简单的开关控制，示教再现控制和可编程控制，机器人的作业路径或运动参数都需要示教或编程给定，它无法感知环境的改变而改善自身的性能、品质。第二阶段是具有一定的感知功能和一定适应能力的离线编程机器人。这种机器人配备了简单的内部传感器

7、，能感知自身运动的速度、位置、姿态等物理量，并以这些信息的反馈构成闭环控制；简单的外部传感器如简易视觉、力觉传感器等，因而具有部分适应外界环境的能力．第三阶段是智能型机器人。目前尚处于研究和发展之中，它具有多种外部传感器组成的传感系统，可通过对外部环境信息的获取、处理，确切地描述外部环境，能自主地完成某一项任务．一般地，它拥有自己的知识库、多信息处理系统，可在结构或半结构化的环境中工作，能根据环境的变化做出对