论文部分内容阅读
随着现代技术的发展,机器人研究越来越受到广泛关注,特别是移动机器人研究已经成为人们研究的热点之一。移动机器人技术是一项有着广阔应用前景的高新技术,从工业制造领域到军事侦察、核工业、航空航天、服务业、医疗器械、基因工程等诸多领域,移动机器人技术都大有发展空间。路径规划问题是移动机器人研究中一个最基本最关键的课题。
本文针对移动机器人的路径规划问题,在查阅国内外相关资料的基础上,介绍了国内外移动机器人的研究现状,比较了当前常用路径规划方法的优缺点,最终采用人工势场算法进行路径规划。然后介绍了本课题所用的移动本体——Pioneer 3 H8-AT机器人及其硬件系统和控制系统。
本文在分析了传统人工势场函数以及改进人工势场函数存在问题的基础上,针对人工势场算法中存在的局部极小问题,通过对传统人工势场算法以及常用的改进人工势场算法详细分析,理论上确定了机器人不陷入局部极小点的各参数间的关系以及取值范围,并通过对引力势场函数增益系数的参数化,突破了传统意义上仅以斥力势场函数作为改进对象的方法,从而建立了各种常见势场函数的纽带,最终为解决人工势场算法中局部极小点的问题,提供了一种有效的考虑方法,最大限度的解决了在选择增益系数时带来的困难,仿真证实了算法的可行性和有效性。
最后对于路径中存在的抖动点利用对称多项式曲线做了平滑处理。
本课题的研究是基于河北省科技厅科技攻关项目“复杂环境下自适应机器人系统研究”(项目编号062121030)的基础之上而进行的。