基于典型路徑庫(kù)的移動(dòng)機(jī)器人智能路徑規(guī)劃算法的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、路徑規(guī)劃是移動(dòng)機(jī)器人完成任務(wù)過(guò)程中需要解決的主要問(wèn)題之一。所謂路徑規(guī)劃是根據(jù)所處環(huán)境和運(yùn)動(dòng)約束條件生成一條或幾條從起始位置到終止位置之間的最優(yōu)路徑。對(duì)于大規(guī)模路徑規(guī)劃問(wèn)題，需要快速生成多條符合要求的路徑，而傳統(tǒng)的全局路徑規(guī)劃算法執(zhí)行效率較低，不能夠滿足上述問(wèn)題的要求。通過(guò)分析，發(fā)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人所處的不同場(chǎng)景間存在相似或者部分相似的情況，相似區(qū)域中移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)方式和運(yùn)動(dòng)軌跡大致相同。這使得利用已有場(chǎng)景信息和路徑信息，優(yōu)化生成新路徑成為可

2、能。本文圍繞相似場(chǎng)景下的路徑規(guī)劃問(wèn)題展開(kāi)研究，提出了一種基于典型路徑庫(kù)的移動(dòng)機(jī)器人智能路徑規(guī)劃算法。該算法基于已有的場(chǎng)景和路徑信息，分析路徑的特征屬性形成知識(shí)，在給定的新場(chǎng)景中，利用路徑知識(shí)快速生成多條符合期望的路徑。算法由場(chǎng)景建模、場(chǎng)景相似性度量、相似路徑特征提取、路徑優(yōu)化生成、路徑評(píng)價(jià)等多個(gè)模塊組成。
　　本文的主要工作包含以下幾個(gè)方面:
　　(1)針對(duì)場(chǎng)景建模問(wèn)題，本文研究了相似場(chǎng)景的特征屬性，采用聚類(lèi)算法根據(jù)場(chǎng)景內(nèi)站

3、位的聚集程度進(jìn)行區(qū)域劃分，將場(chǎng)景劃分結(jié)果作為場(chǎng)景描述的主要依據(jù)。
　　(2)針對(duì)場(chǎng)景相似性度量問(wèn)題，本文將場(chǎng)景抽象為多邊形區(qū)域，利用多邊形頂點(diǎn)匹配算法的思想，計(jì)算場(chǎng)景間的相似度，并使用動(dòng)態(tài)規(guī)劃的方法求解出兩個(gè)場(chǎng)景間最大相似區(qū)域匹配序列。
　　(3)針對(duì)典型路徑庫(kù)建立問(wèn)題，本文提出“三段式”路徑構(gòu)建模型。本文從相似區(qū)域中提取相似路徑，通過(guò)局部與全局坐標(biāo)映射關(guān)系，結(jié)合車(chē)式移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性，確定需求場(chǎng)景中的關(guān)鍵坐標(biāo)點(diǎn)，從而建