智能移动机器人全局路径规划及仿真

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1、Y，624370倾卜论立智能移动机器人=牟=局路托战划发．仿真摘要本文重点研究在真实的三维地形环境中进行全局路径的规划的问题。首先本文对全局路径规划包括的环境建模和路径搜索策略两个子问题进行回顾。环境建模方面主要回顾的方法包括：可视图法、自出空间法和栅格法。路径搜索策略方面主要回顾的方法有：A术算法、遗传算法、人工势场法和拓扑图法。并同时分析了各种方法的优缺点。然后本文重点考察了波传播算法。并详细分析了Latombe和Lengyel的矩形波传播算法和RobertJ．Szczerba的圆形波传播算法。在这两种方法的基础上，本文提出了基于双波传播算法的全局路径

2、规划方法。双波传播算法与传统的算法相比能节省一半的时间和空间开销；有更接近实际的距离度量方法；而且还能考虑不同地形环境对路径规划的影响。本文还详细阐述了双波传播算法的原理和实现。并开发出一个试验仿真系统。通过仿真试验证明了用双波传播算法进行全局路径规划的有效性。关键词：全局路径规划，机器人，波传播算法，双波传播算法坝1。论义智能移动机器人辛局路径规划及仿真AbstractThispaperisfocusedonglobalpathplanninginaknown3-DenvironmentInitially,commonmethodsonmodelingo

3、fenvironmentandsearchingstrategyarereviewed．Themethodsreviewedonmodelingofenvironmentinclude：VisibilityGraph，FreeSpaceandGrid．SearchingstrategysuchasA+Algorithm，GenericAlgorithm，ArtificialPotential，TopologicalMethodarediscussed．Inthereview，theadvantagesanddisadvantagesofthosemetho

4、dsarealsolisted．Then，PropagatingWaveMethodisthoroughlyexplored．TheMatrixPropagatingWavemethodpresentedbyLatombeandLengyelandtheCirclePropagatingWavemethodpresentedbyRobertJ．Szezerbaareanalysed．Basedonthosetwomethods，anewalgorithm—DoublePropagatingWavealgorithmispresentedtofindaopt

5、imumglobalpath．Comparedwimtraditionalmethods．thenewalgorithmhasthefollowingadvantages：obviousimprovementonefficiency：abettermeasurementfordistance；considerationfortheinfluenceoftheenvironmentonthepathplanning．Inthepaper，thetheoryandimplementationoftheDoublePropagationWavealgorithm

6、aregiven．Asimulationsystemisalsodevelopedtorunthealgorithm，Thesimulationshowsthatthealgorithmisfeasibleandefficient．KeyWords：globalpathplanning，robot，DoublePropagationWavealgorithm矧l：论义智能移动机器人争局路径规划及仿真1．1选题背景及意义第一章绪论移动机器人的研究始于60年代末期。斯坦福研究院(Seal)的NilsNilssen和CharlesRosen等人，在1966年至1

7、972年中研造出了取名Shakey的自主移动机器人。目的是研究应用人工智能技术，在复杂环境下机器人系统的自主推理、规划和控制。与此同时，最早的操作式步行机器人也研制成功，从而开始了机器人步行机构方面的研究，以解决机器人在不平整地域内的运动问题，设计并研制出了多足步行机器人。其中最著名的是名为GeneralElectricQuadruped的步行机器人。70年代末，随着计算机的应用和传感技术的发展，移动机器人研究又出现了新的高潮。特别是在80年代中期，设计和制造机器人的浪潮席卷全世界。一大批世界著名的公司开始研制移动机器人平台，这些移动机器人主要作为大学实验

8、室以及研究机构的移动机器人实验平台，从而促进了移动机器人学多种研究