智能移动机器人路径规划方法研究

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1、1分类号：lUDC：密级：编号：工学硕士学位论文智能移动机器人路径规划方法研究硕士研究生：隋岩指导教师：夏桂华研究员学位级别：工学硕士学科专业：控制理论与控制工程所在单位：自动化学院论文提交日期：2009年12月论文答辩日期：2010年1月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex：U．D．C：ADissertationfortheDegreeofM．EngAResearchonMathodofPathPlanningfor．一IntelligentMobileRobotCandidate：SuiYanSupervisor：Prof．

2、XiaGuihuaAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlTheoryandControlEngineeringDateofSubmission：December，2009DateofOralExamination：January，2010University：HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参

3、考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字)：陷裳日期：刃p年多月r7日学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论

4、文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文(日在授予学位后即可口在授予学位12个月后口解密后)由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。．作者(签字)．瞅导师(签字碉畅日期：2pfc库弓用日山fQ年吾月’7日fl

5、哈尔滨工程大学硕士学位论文摘要智能移动机器人自身运动路径的规划是其完成任务的基础。本文主要对实际应用中最常用的两种路径规划算法栅格法和概率路标法(PRM)进行研究，对两种算法进行设计和实现，并在实验的基础上对两种方法进行对比分析，最后对

6、PRM法进行优化处理。首先对栅格法进行路径规划的基本原理进行分析，根据其对环境信息的描述是精确描述还是近似描述进行分类，并总结其特性。同时详细阐述了几种常用路径搜索算法(贪心算法，Djikstra算法，深度优先算法，广度优先算法和启发式搜索算法)的基本原理，然后对用栅格法进行路径规划的设计实现过程进行了详细的介绍，其中包括栅格法的环境模型设计，栅格尺寸的选取，栅格的标识，栅格的信息编码，路径搜索算法设计等问题的介绍，并进行了软件仿真实验，验证了本文设计的算法的正确性和有效性。对PRM算法进行路径规划的基本原理进行分析，对PRM算法进行路径规划的设计实

7、现过程进行详细的介绍，主要包括对概率地图的构建过程及设计过程涉及的采样策略和合理性检验的方法等问题的介绍，最后进行软件仿真实验，验证本文设计的PRM算法的正确性和有效性。在分别利用栅格法和PRM法进行路径规划设计实现的基础上，通过几组仿真实验，对两种规划方法进行对比分析。首先归纳出两种方法均属于基于图论的路径规划方法，都是将环境信息几何化，转换成图的问题，利用图的形式对环境进行建模。然后在相同的规划环境条件下，对两种规划方法消耗的时间和空间的代价方面(搜索时间、存储空间、路径质量等)进行对比分析。PRM法和栅格法在占用相同的存储内存和路径搜索时间的前

8、提下，对两种方法的环境适应性进行对比分析。最后通过对路径规划算法评定标准的总结，对PRM法和栅格法的特性进行比较，得出两种算法各自的优缺点，同时指出了对PRM算法进行优化的必要性。最后对PRM算法进行优化处理，通过实验得出采样点的分布是影响PRM算法规划的成功率和规划的路径的是否理想的主要影响因素，因此好的采样策略是至关重要的。介绍了采样点的散布度量标准(低离散率采样和低差异一；夕，LY．0．性采样)，指出了伪随机式交替使用是非常重要完全随机之问的伪随机的自由空间内不连通而对路标地图进行节点增后对优化策略进行实验关键词：智能移动机器’，，，fABST

9、RACTThepathplanningofintelligentmobilerobotisthebasist