避障路徑規(guī)劃的算法研究.pdf

1、避障路徑規(guī)劃問題是在具有障礙物的環(huán)境中,按照某個評價標準(如最短路徑長度、最短行進時間、最小能量消耗等),規(guī)劃一條從起始點位置到達目標點位置最優(yōu)(或次優(yōu))的無碰(避障)路徑.避障路徑規(guī)規(guī)劃問題在機器人學、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、規(guī)劃方法、路徑搜索以及人工智能等多個學科.關(guān)于避障路徑規(guī)劃高效算法的研究長期以來一直受到人們的關(guān)注和重視,人們從多方面進行了探索和研究,雖取得了一些成果,但仍存在許

2、多問題有待深入研究.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)成障礙物邊界的點數(shù).障礙物常表達成封閉輪廓線(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問題的有效方法.包圍盒是計算幾何中的基本問題之一.除在路徑規(guī)劃方面的應(yīng)用之外,包圍盒問題在碰撞檢測、實時漫游及視區(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大學的兩位學者H.Free

3、man、P.Shapira提出的方法)的基礎(chǔ)上,對求封閉輪廓線的最小矩形包圍盒的算法進行了研究.提出了封閉輪廓線最小矩形包圍盒的數(shù)學分析方法.在解的搜索域上也進行了研究并根據(jù)所得到的結(jié)論對現(xiàn)行算法進行了改進.凸多邊形最小面積任意四邊形包圍盒問題在計算幾何中是有更廣泛意義的論題.經(jīng)過嚴格的數(shù)學推理演繹,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邊,或三邊是多共點邊而另一邊(單共點邊)中點與凸多邊形的一頂點重合"等