自主車路徑規(guī)劃及避障技術(shù)研究.pdf

1、路徑規(guī)劃是智能機(jī)器人研究領(lǐng)域的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，也是實(shí)現(xiàn)人工智能的一個(gè)重要方面。根據(jù)課題的需求，以自主車為研究對(duì)象。本文圍繞自主車的路徑規(guī)劃算法進(jìn)行了研究，主要深入研究了人工勢(shì)場(chǎng)法和RRT算法。針對(duì)兩種算法的局限性或存在的問題，提出了相應(yīng)的改進(jìn)方法。同時(shí)，還研究了在動(dòng)態(tài)環(huán)境下，運(yùn)用人工勢(shì)場(chǎng)法進(jìn)行路徑規(guī)劃時(shí)的實(shí)時(shí)避障問題。
　　論文主體部分包括以下幾部分:
　　首先，本文以路徑規(guī)劃算法——人工勢(shì)場(chǎng)法為研究重點(diǎn)。介紹了經(jīng)典的人工勢(shì)場(chǎng)法

2、，然后討論了人工勢(shì)場(chǎng)法的優(yōu)缺點(diǎn)。針對(duì)人工勢(shì)場(chǎng)法中的目標(biāo)不可達(dá)問題和局部極小問題，采取了重新設(shè)置勢(shì)場(chǎng)函數(shù)和設(shè)置臨時(shí)子目標(biāo)的改進(jìn)方法。
　　其次，針對(duì)非完整性約束路徑規(guī)劃問題，對(duì)RRT算法進(jìn)行了研究。先闡述了RRT算法原理，并分析了RRT算法的固有缺陷。為了實(shí)現(xiàn)RRT算法在未知環(huán)境中的應(yīng)用，采取了基于滾動(dòng)窗口的改進(jìn)算法。針對(duì)RRT算法規(guī)劃的路徑并非最優(yōu)的問題，算法引入了勢(shì)場(chǎng)法中的目標(biāo)引力函數(shù)，使隨機(jī)樹朝著目標(biāo)方向生長(zhǎng)。通過(guò)仿真對(duì)比驗(yàn)證

3、，證明了改進(jìn)方法的可靠性和實(shí)時(shí)性。
　　最后，研究了動(dòng)態(tài)環(huán)境下人工勢(shì)場(chǎng)法在路徑規(guī)劃中實(shí)時(shí)避障問題。針對(duì)人工勢(shì)場(chǎng)法在路徑規(guī)劃中易陷入局部極小問題，提出一種改進(jìn)算法;算法通過(guò)投影法構(gòu)建虛擬伴隨自主車，引導(dǎo)自主車逃離局部極小。然后分析了奔赴目標(biāo)的行為，結(jié)合沿墻行走行為，提出了一種基于行為的實(shí)時(shí)避障算法。為了保證算法在動(dòng)態(tài)環(huán)境下的有效性，對(duì)實(shí)時(shí)避障算法進(jìn)行了改進(jìn)。利用動(dòng)態(tài)障礙物的斥力勢(shì)場(chǎng)，及時(shí)調(diào)設(shè)置自主車整運(yùn)動(dòng)方向，使自主車與障礙物保持安