避障路徑規(guī)劃的算法研究.pdf

1、避障路徑規(guī)劃問(wèn)題是在具有障礙物的環(huán)境中,按照某個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(如最短路徑長(zhǎng)度、最短行進(jìn)時(shí)間、最小能量消耗等),規(guī)劃一條從起始點(diǎn)位置到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)位置最優(yōu)(或次優(yōu))的無(wú)碰(避障)路徑.避障路徑規(guī)規(guī)劃問(wèn)題在機(jī)器人學(xué)、VLSI、地理信息系統(tǒng)等眾多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,其主要內(nèi)容涉及環(huán)境表達(dá)、規(guī)劃方法、路徑搜索以及人工智能等多個(gè)學(xué)科.關(guān)于避障路徑規(guī)劃高效算法的研究長(zhǎng)期以來(lái)一直受到人們的關(guān)注和重視,人們從多方面進(jìn)行了探索和研究,雖取得了一些成果,但仍存在許

2、多問(wèn)題有待深入研究.為了降低避障路徑規(guī)劃的算法復(fù)雜度,除研究新的高效算法外,另一種有效途徑是在保證規(guī)劃路徑精度的前提下,減小構(gòu)成障礙物邊界的點(diǎn)數(shù).障礙物常表達(dá)成封閉輪廓線(凸多邊形),構(gòu)造包圍封閉輪廓最小面積包圍盒就是解決這個(gè)問(wèn)題的有效方法.包圍盒是計(jì)算幾何中的基本問(wèn)題之一.除在路徑規(guī)劃方面的應(yīng)用之外,包圍盒問(wèn)題在碰撞檢測(cè)、實(shí)時(shí)漫游及視區(qū)裁剪等研究中也有著廣泛的應(yīng)用.在分析現(xiàn)有算法(1975年由New York大學(xué)的兩位學(xué)者H.Free

3、man、P.Shapira提出的方法)的基礎(chǔ)上,對(duì)求封閉輪廓線的最小矩形包圍盒的算法進(jìn)行了研究.提出了封閉輪廓線最小矩形包圍盒的數(shù)學(xué)分析方法.在解的搜索域上也進(jìn)行了研究并根據(jù)所得到的結(jié)論對(duì)現(xiàn)行算法進(jìn)行了改進(jìn).凸多邊形最小面積任意四邊形包圍盒問(wèn)題在計(jì)算幾何中是有更廣泛意義的論題.經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推理演繹,較為系統(tǒng)地得到了包括"凸多邊形的最小面積四邊形包圍盒的四邊都是多共點(diǎn)邊,或三邊是多共點(diǎn)邊而另一邊(單共點(diǎn)邊)中點(diǎn)與凸多邊形的一頂點(diǎn)重合"等