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基于弹性带理论的机器人路径规划算法研究

作　者: 李林雷
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: 机器人路径规划弹性带理论最优路径
分类号: TP242
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 7次
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内容摘要

从世界上第一台机器人诞生以来，机器人技术得到了迅速的发展，机器人的研究和应用十分活跃，而且以日新月异的速度向智能化、模块化和系统化的方向发展，其应用领域也越来越广。人们要求机器人能够到危险或者人不能到达的地方去执行任务，路径规划是机器人成功完成任务的前提。作为机器人运动的基础，研究开发好的路径规划算法对机器人的不断发展有着十分重要的意义。虽然目前已经研究出了很多路径规划算法，但在具体的应用过程中，各有优缺点。本文提出了基于弹性带理论的路径规划方法，给机器人路径规划方法提供了一种新的思路。该方法能较快的规划出可行路径，提高了机器人的运行效率。从避障、优化和目标可达性出发，提出全局规划和局部规划相结合的策略，基于弹性带理论，给出路径生成方法，以保证目标可达。研究结果丰富了机器人路径规划理论，提高了机器人路径优化效果，进一步研究机器人的路径规划研究奠定了基础。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 引言  7
  1.2 移动机器人的历史、现状和未来  7-8
  1.3 移动机器人路径规划算法研究的背景和意义  8-9
  1.4 本文的主要内容  9
  1.5 论文的组织结构  9-10
  1.6 本章小结  10-11
第二章机器人路径规划现状及发展趋势  11-31
  2.1 问题定义及基本解决步骤  11-14
    2.1.1 机器人路径规划问题的定义  11-12
    2.1.2 机器人路径规划问题的解决步骤  12-14
  2.2 全局路径规划方法  14-17
    2.2.1 可视图法  14-15
    2.2.2 自由空间法  15
    2.2.3 栅格法  15-17
  2.3 局部路径规划方法  17-21
    2.3.1 人工势场法  17-19
    2.3.2 遗传算法  19-20
    2.3.3 基于行为的方法  20-21
    2.3.4 模糊逻辑算法  21
  2.4 其他路径规划算法  21-30
    2.4.1 模拟退火算法  22-23
    2.4.2 蚁群算法  23-24
    2.4.3 粒子群优化算法  24-25
    2.4.4 弹性带算法  25-30
  2.5 本章小结  30-31
第三章基于弹性带理论的机器人路径规划算法  31-53
  3.1 基本思想  31-38
  3.2 环境设置  38-39
  3.3 算法步骤  39-49
    3.3.1 障碍物不重叠  40-43
    3.3.2 障碍物有重叠  43-49
  3.4 仿真实验  49-52
    3.4.1 仿真结果  50-51
    3.4.2 仿真结果分析  51-52
  3.5 本章小结  52-53
第四章基于 MATLAB 的弹性带算法软件设计  53-65
  4.1 设计目的  53
  4.2 总体设计方案  53-56
    4.2.1 软件结构设计  54-55
    4.2.2 软件模块设计与实现  55-56
  4.3 设计过程及方法  56-58
  4.4 界面设计  58-64
  4.5 本章小结  64-65
第五章总结与展望  65-67
  5.1 工作总结  65
  5.2 展望  65-66
  5.3 不足之处及发展方向  66-67
致谢  67-69
参考文献  69-73
附录  73-77

基于弹性带理论的机器人路径规划算法研究

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