動(dòng)態(tài)環(huán)境下機(jī)器人混合型路徑規(guī)劃算法.pdf

1、移動(dòng)機(jī)器人研究領(lǐng)域的一個(gè)關(guān)鍵問題是路徑規(guī)劃,它引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者們廣泛的關(guān)注。路徑規(guī)劃問題是機(jī)器人執(zhí)行其他各種復(fù)雜任務(wù)的先決條件。簡(jiǎn)言之,移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃是指移動(dòng)機(jī)器人如何充分有效的利用環(huán)境信息,規(guī)劃出一條適當(dāng)?shù)膹钠瘘c(diǎn)到終點(diǎn)的避障路徑,使該路徑可行且較優(yōu)。因此,如何使機(jī)器人在復(fù)雜多變、不確定的環(huán)境下有效的進(jìn)行路徑規(guī)劃是移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域亟待解決的難題。
　　 傳統(tǒng)的路徑規(guī)劃方法包括基于全局的規(guī)劃方法和基于局部的規(guī)劃方法。二者都存在著

2、各種各樣的缺陷:全局規(guī)劃法是先建立地圖,在此之上離線采用優(yōu)化算法規(guī)劃路徑。但是在動(dòng)態(tài)環(huán)境下,由于機(jī)器人對(duì)動(dòng)態(tài)障礙物沒有先驗(yàn)信息,不能離線的做出一次性的全局規(guī)劃;而局部規(guī)劃法雖然可以在線實(shí)時(shí)探測(cè)障礙物信息,但由于缺乏全局信息無法對(duì)運(yùn)動(dòng)路徑進(jìn)行優(yōu)化。當(dāng)移動(dòng)機(jī)器人的工作環(huán)境變得復(fù)雜多變,對(duì)機(jī)器人完成任務(wù)的要求越來越高時(shí),傳統(tǒng)的路徑規(guī)劃方法已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求了。
　　 針對(duì)傳統(tǒng)路徑規(guī)劃方法的缺陷,本文提出了一種基于全局規(guī)劃和局部規(guī)劃相

3、結(jié)合的混合型規(guī)劃方法。機(jī)器人在獲得全局環(huán)境信息后先進(jìn)行全局路徑規(guī)劃,然后將粗略的全局規(guī)劃使用到局部規(guī)劃之中,在行進(jìn)過程中根據(jù)實(shí)時(shí)探測(cè)到的環(huán)境(機(jī)器人的視域)‘邊走邊看’(滾動(dòng)優(yōu)化),不斷修正運(yùn)動(dòng)路線。這種混合型方法將全局尋優(yōu)問題轉(zhuǎn)換為局部尋優(yōu),可以將環(huán)境的全局信息和局部信息有機(jī)的進(jìn)行結(jié)合,既吸取了傳統(tǒng)局部規(guī)劃的在線實(shí)時(shí)規(guī)劃的優(yōu)點(diǎn),又引入了能對(duì)運(yùn)動(dòng)路徑優(yōu)化這一傳統(tǒng)全局規(guī)劃方法的優(yōu)點(diǎn)。最后通過計(jì)算機(jī)仿真表明該方法可行,具有實(shí)時(shí)性,穩(wěn)定性并具