靜態(tài)場(chǎng)景中機(jī)器人避障規(guī)劃問(wèn)題的模型和算法研究.pdf

1、機(jī)器人避障與路徑規(guī)劃是移動(dòng)機(jī)器人研究的重要方向之一，也是移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)中不可缺少的重要組成部分。靜態(tài)場(chǎng)景中機(jī)器人避障與路徑規(guī)劃是機(jī)器人全局路徑規(guī)劃的核心內(nèi)容，也是局部路徑規(guī)劃的基礎(chǔ)。本論文深入研究靜態(tài)場(chǎng)景中機(jī)器人避障規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型和計(jì)算算法，試圖提供此類(lèi)問(wèn)題的完整解決方案，具有一定的理論意義和實(shí)際價(jià)值。本論文具體研究了如下兩個(gè)方面的問(wèn)題:
　　本論文采用可視圖法完整地建立了靜態(tài)場(chǎng)景中機(jī)器人避障全局路徑規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型。首先建立了

2、機(jī)器人避障問(wèn)題的環(huán)境模型，構(gòu)建了機(jī)器人避障問(wèn)題的可視網(wǎng)絡(luò)圖;其次，針對(duì)四種不同情形建立了機(jī)器人全局路徑規(guī)劃的0-1非線(xiàn)性整數(shù)規(guī)劃模型，分別為單目標(biāo)點(diǎn)下機(jī)器人避障最短路程路徑模型、多目標(biāo)點(diǎn)下機(jī)器人避障最短路程路徑模型、單目標(biāo)點(diǎn)下機(jī)器人避障最短時(shí)間路徑模型、多目標(biāo)點(diǎn)下機(jī)器人避障最短時(shí)間路徑模型。
　　本論文針對(duì)靜態(tài)場(chǎng)景中機(jī)器人避障全局路徑規(guī)劃的不同情形，在最短路的Dijkstra算法基礎(chǔ)上，分別構(gòu)建了相應(yīng)的計(jì)算算法。主要包括:單目標(biāo)點(diǎn)

3、下機(jī)器人避障最短路程路徑的求解算法、多目標(biāo)點(diǎn)下機(jī)器人避障最短路程路徑求解算法、單目標(biāo)點(diǎn)下機(jī)器人避障最短時(shí)間路徑求解算法、多目標(biāo)點(diǎn)下機(jī)器人避障最短時(shí)間路徑求解算法。為驗(yàn)證算法的有效性，本論文還針對(duì)一個(gè)具體的機(jī)器人避障實(shí)例進(jìn)行實(shí)證研究，利用MATLAB編程求解，分別求解出機(jī)器人避障最短路程路徑和最短時(shí)間路徑，實(shí)證結(jié)果表明算法有效。
　　本論文最后還選取部分障礙物和目標(biāo)點(diǎn)，考察障礙物移動(dòng)和目標(biāo)點(diǎn)移動(dòng)時(shí)最短路徑的變化情況，以此檢驗(yàn)?zāi)Ｐ秃瓦M(jìn)