基于智能算法的机器人路径规划方法研究

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:donnybaby
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
移动机器人路径规划是移动机器人技术研究中关键的问题之一,路径规划的主要任务是当移动机器人运行在外界环境中时,寻求一条从已知起点到终点之间的最优路径,即在存在障碍物的空间中能够找到一条最短的或最低代价的无碰撞路径。智能算法作为解决非线性问题的特殊方法,正在引起人们的广泛关注,它是用计算的手段或方法来获取和表达知识,并模拟实现智能行为。将智能算法运用到移动机器人路径规划中并对算法加以改进,是本文的研究重点。主要内容如下: 首先从移动机器人的历史和现状出发,对比机器人技术在国内外的不同发展状况,详尽地介绍机器人的定义和分类,讨论移动机器人技术的研究意义和基本研究方向,对移动机器人领域的各种路径规划算法进行综述,并总结路径规划所要解决的基本问题。 其次深入研究Dijkstra算法和启发式搜索算法,在对比两种算法的基础上应用启发式A*算法对移动机器人进行路径规划。同时对算法的启发函数进行加权处理,比较了静态加权和动态加权两种方法,实验仿真表明,应用动态加权的启发函数减少算法搜索的节点数目,在算法的搜索效率上,有了很大的提高。 然后提出基于神经网络的移动机器人路径规划。利用神经网络原理研究移动机器人的路径规划方法,此方法用并行网络输出的碰撞罚函数来量化路径点与障碍物的远近程度,并通过求解能量函数的最小值,来实现机器人的最优路径规划。实验表明,该方法在参数取值合理的情况下能较好的完成路径规划任务,但是在障碍物较多的情况下容易陷入局部极小值。 最后针对神经网络路径规划出现的局部极小值问题,引入模拟退火算法对其进行求解。在神经网络与碰撞罚函数建立路径与障碍物间优化模型的基础上,提出一种新型改进模拟退火算法,该算法改善了经典模拟退火算法的退火函数。仿真实验表明改进的算法有效提高收敛速度,满足系统实时性的要求,实现了移动机器人的全局路径规划。
其他文献
刚体的姿态控制属于控制领域中的热门问题,在航空航天工程、机器人控制、车辆工程等领域有着广泛的应用。刚体姿态控制系统性能的好坏直接关系到其通讯、测量、数据传输等任务
随着社会经济的发展以及各领域对安全的不断重视,对于身份认证的需求越发迫切。而基于人体固有的物理特征和行为特征作为认证信息的生物认证技术得到了广泛关注和应用,即通过
基于机器视觉的目标识别是一门复杂的学科,结合了数字图像处理、模式识别、机器人理论等学科,现已充分融入到了工业自动化、军事、国防以及医疗等领域。由于基于移动机器人的目
随着信息技术的发展,条码在许多领域中得到了广泛的应用,大大提高了各行业的生产工作效率。进入20世纪80年代以来,人们围绕如何提高条码符号的信息密度,展开了多项研究工作。与此
在科学技术高速发展和信息爆炸式膨胀的时代,如何快速和有效的从海量信息中获取有用信息是信息检索技术主要的研究课题。当前应用广泛的后缀树和后缀数组全文搜索方法在搜索
近年来我国煤矿事故频繁发生,造成重大经济损失和人员伤亡。目前矿用传感器一般只能测量某一个量,而且分布在矿井巷道中不同的地方,因此每个传感器与井下分站之间都需用数据
随着计算机技术的不断普及,人类的知识正通过互联网这个平台不断的实现资源共享。但是,由于互联网上的资源是非常庞大、无组织且不断更新的,人们想要从浩瀚的互联网资源中及时地
假肢是康复医学工程领域一个备受关注的研究课题,传统踝关节假肢多为被动式,其机械性能在不同的步行速度和地形保持不变。对于每一个步态周期和不同的步行速度,正常人体踝关节阻
本课题是湖北省科技攻关项目智能爆破与信息防护系统的子课题。金属防腐防腐电源系统研制是该项目的关键之一。管线运输虽然已成为现代工业和国民经济的命脉,但随着管线的增多,管龄的增长和腐蚀等问题的存在,管道事故频频发生。电化学保护法与防腐涂层联合应用则可弥补防腐涂层缺陷,从而更彻底地抵制金属管道发生腐蚀反应。本文主要介绍金属防腐电源系统组成结构和控制原理。分别就电源主电路、脉宽调制电路、驱动电路、保护电路
电力负荷管理系统是针对电力系统需求侧管理的重要手段和措施,对配电网的能源质量监测、调度管理、负荷控制、节能降耗等具有极其重要的现实意义。本文重点研究电力负荷管理系