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机器人路径规划原理与应用

作　者: 陈东
导　师: 朱荣明
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 路径规划弹性带算法注塑机械手
分类号: TP242
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

机器人路径规划问题是机器人学中一个重要的研究领域，机器人路径规划算法是当前机器人路径规划问题研究中的热点和难点之一。本文分析了机器人路径规划问题的国内外研究现状，总结了当前解决机器人路径规划问题的各种方法。弹性带算法在解决旅行商问题中得到了广泛的应用，但是少有学者将其运用到机器人路径规划问题中。本文提出了一种新的基于弹性带原理的动态机器人路径规划方法，并在三轴注塑机械手上进行了应用。原始的弹性带算法是为了解决旅行商问题（Traveling Salesman Problem简称TSP）而提出的，近年来也有一些学者根据其提出了用于解决路径规划问题的改进算法，取得了一定的成果。但是这些算法存在着随机性强，效率低等缺点。因此本文在深入研究原始弹性带算法的基础之上，提出了一种新的基于弹性带原理的路径规划算法。将一整条弹性带分为若干个部分，分别对于每个部分进行路径规划，形成初始的可用路径。然后对于初始的路径进行释放生成最终的路径。仿真实验和三轴注塑机械手系统中的应用表明本文提出的算法效率较高，有实时性，并可以在三维空间中进行使用，具有一定的理论意义和应用价值。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 课题研究背景及意义  7
  1.2 本文研究内容以及取得的研究成果  7-8
    1.2.1 本文的研究内容  7-8
    1.2.2 本文的研究成果  8
  1.3 论文的主要内容安排  8-11
第二章国内外研究现状及发展趋势  11-27
  2.1 概述  11-14
    2.1.1 路径规划问题的发展历史  11-12
    2.1.2 机器人路径规划问题的解决步骤  12-14
  2.2 国内外对于路径规划问题的研究现状和发展趋势  14-26
    2.2.1 国外对于路径规划问题的研究现状和发展趋势  14-24
    2.2.2 国内对于路径规划问题的研究现状和发展趋势  24-26
  2.3 本章小结  26-27
第三章弹性带路径规划原理以及应用技术  27-37
  3.1 经典弹性带算法介绍  27-31
    3.1.1 弹性带算法的提出背景及解决的问题  27
    3.1.2 弹性带算法的具体算法描述  27-31
  3.2 启发式弹性带路径规划算法  31-35
    3.2.1 启发式弹性带路径规划算法的描述  32-33
    3.2.2 算法的仿真及算法分析  33-35
  3.3 本章小结  35-37
第四章基于弹性带原理的动态路径规划方法  37-53
  4.1 路径规划的问题描述和算法思想  37-39
  4.2 基于弹性带原理的动态路径规划算法的描述与实现  39-48
    4.2.1 空间环境的表示  39-40
    4.2.2 基于弹性带原理的动态路径规划算法描述与实现  40-44
    4.2.3 基于弹性带原理的动态路径规划算法的仿真与分析  44-48
  4.3 基于弹性带原理的动态路径规划方法在三维空间的推广  48-51
    4.3.1 三维空间的表示以及问题的分析  48-49
    4.3.2 基于弹性带原理的动态路径规划方法的推广  49-50
    4.3.3 算法在三维空间的仿真实验及分析  50-51
  4.4 本章小结  51-53
第五章弹性带路径规划方法在三轴注塑机械手系统的应用  53-63
  5.1 三轴注塑机械手系统介绍  53-55
  5.2 三轴注塑机械手的工艺程序实现方式  55-56
  5.3 弹性带路径规划方法在三轴注塑机械手中的应用  56-62
    5.3.1 三轴注塑机械手系统分析及弹性带路径规划算法应用  56-58
    5.3.2 三轴注塑机械手中路径规划算法的实现  58-62
  5.4 本章小结  62-63
第六章总结与展望  63-65
  6.1 工作总结  63-64
  6.2 展望  64-65
致谢  65-67
参考文献  67-73
附录弹性带路径规划算法的部分核心代码  73-77

机器人路径规划原理与应用

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