復(fù)雜動態(tài)環(huán)境下移動機器人的全局路徑規(guī)劃算法研究.pdf

1、路徑規(guī)劃是月面巡視探測器行進(jìn)過程中運動控制的依據(jù)，是巡視器研究與開發(fā)的核心內(nèi)容之一。月面巡視探測器是一種工作在月面復(fù)雜動態(tài)環(huán)境下的特殊移動機器人，因此，研究復(fù)雜動態(tài)環(huán)境下移動機器人的路徑規(guī)劃對于巡視器的路徑規(guī)劃研究具有重要的意義。本文以國防科工委正在開展的月球探測二、三期工程論證工作為背景，對移動機器人的傳統(tǒng)全局路徑規(guī)劃算法、復(fù)雜動態(tài)環(huán)境下的全局路徑規(guī)劃算法、模擬月面巡視探測器的路徑規(guī)劃過程、路徑成本評估等開展了研究，論文的主要內(nèi)容包括

2、： 首先，分析實現(xiàn)了移動機器人的兩種傳統(tǒng)全局路徑規(guī)劃算法A*與D*Lite。針對工程約束，將轉(zhuǎn)向角度和轉(zhuǎn)折次數(shù)引入算法的評估函數(shù)，提出一種基于A*算法的全局路徑規(guī)劃算法A*angle，使得規(guī)劃出的路徑更平滑，更節(jié)省能量，在搭建的MATLAB仿真平臺上對算法進(jìn)行了仿真驗證。 其次，針對傳統(tǒng)算法應(yīng)用于三維復(fù)雜動態(tài)環(huán)境下時帶來的一些問題，提出了一種新的三維建模的方法，提出了一種新的基于方向的三維通行性判斷方法，并學(xué)習(xí)工業(yè)預(yù)測原

3、理和滾動原理，對傳統(tǒng)全局路徑規(guī)劃算法D*Lite進(jìn)行了修改，使之可以用于三維復(fù)雜未知動態(tài)環(huán)境，最后對算法進(jìn)行了仿真驗證。 再次，針對我國月面巡視探測器“遙操作+半自主”的工作模式，分析實現(xiàn)了行星巡視探測器典型局部避障算法Morphin，并和全局路徑規(guī)劃算法D*Lite結(jié)合起來，在MATLAB仿真平臺上模擬了月面巡視探測器的路徑規(guī)劃過程。 最后，在對上述評估函數(shù)修改的基礎(chǔ)上，針對目前的全局路徑規(guī)劃算法基本上是以路徑最短作為