学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

崎岖地面上移动机器人的路径规划

作　者: Ouanezar Aissa
导　师: 赵刚
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 路径规划成本函数三维地形建模崎岖地形三角B样条
分类号: TP242
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 17次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本文对崎岖地面上移动机器人的路径规划问题进行了研究。课题主要研究内容包括：第一,崎岖地面模型的建立；第二,机器人在崎岖地面上的路径规划算法的研究。路径规划方案使得机器人在三维崎岖地面上能够有效的从当前位置规划出一条到达目标点位置的最短、最安全和代价最小的路径。在三维崎岖地面建模中,引入了Delaunay三角剖分算法对地面模型进行剖分,采用B-样条曲线对三维地面进行了光滑处理,从而使模型更加接近真实崎岖环境。在此模型的基础上,本文采用Dijkstra算法对三维崎岖地面上机器人静态导航进行了研究。影响路径规划目标函数的变量主要有三个,这是一个多变量问题,各个变量之间相互独立,分别表征机器人在崎岖地面上的通过能力。本文通过仿真对提出的三维地面上机器人路径规划算法进行了验证,仿真结果表明该算法能够有效的对路径进行优化,其避障能力强、消耗时间短,同时机器人能量消耗最小

全文目录

ABSTRACT  5-6
摘要  6-11
CHAPTER 1 INTRODUCTION  11-14
  1.1 INTRODUCTION  11-12
  1.2 BACKGROUND, OBJECTIVE AND SCOPE OF WORK  12-13
  1.3 ARRANGEMENT OF THE THESIS  13-14
CHAPTER 2 LITERATURE REVIEW  14-37
  2.1 PATH PLANNING ALGORITHMS USED IN ROUGH TERRAIN  14-32
    2.1.1 CELL DECOMPOSITION  17-20
    2.1.2 ROADMAP METHOD  20-25
    2.1.3 POTENTIAL FIELDS METHOD  25-26
    2.1.4 GRAPH SEARCH ALGORITHMS USED IN PATH PLANNING  26-30
    2.1.5 PARAMETERS AFFECTING CALCULATION OF COST FUNCTION  30-32
  2.2 WORLD REPRESENTATION FOR PLANNING  32-37
    2.2.1 TOPOLOGICAL AND METRIC (GEOMETRIC) REPRESENTATION  32-33
    2.2.2 CONFIGURATION SPACE  33-34
    2.2.3 CONTINUOUS SPACE  34
    2.2.4 DISCRETE SPACE  34
    2.2.5 THREE-DIMENSION TRIANGULATION  34-35
    2.2.6 SMOOTHING SURFACE BY B-SPLINE FUNCTION  35-37
CHAPTER 3 MODELING AND SMOOTHING PROCESS OF ROUGH TERRAIN  37-47
  3.1 INTRODUCTION  37
  3.2 TRIANGULATION METHOD  37-44
    3.2.1 DELAUNAY TRIANGULATION (DT)  38-39
    3.2.2 DELAUNAY TRIANGULATIONS PROPERTIES  39-40
    3.2.3 DELAUNAY TRIANGULATION ALGORITHM PROCESS  40
    3.2.4 IMPLEMENTATION OF GROUND MODELING BASING IN DT  40-44
  3.3 SMOOTHING METHOD  44-46
    3.3.1 DEFINITION OF TRIANGULAR B-SPLINE  44
    3.3.2 IMPLEMENTATION OF TRIANGULAR B-SPLINE  44-46
  3.4 SUMMERY  46-47
CHAPTER 4 PATH PLANNING ALGORITHM AND COST FUNCTION DEVELOPMENT  47-59
  4.1 INTRODUCTION  47
  4.2 DIJKSTRA ALGORITHM  47-51
    4.2.1 WHY WE HAVE USE DIJKSTRA ALGORITHM  48
    4.2.2 GRAPH DEFINITIONS  48-49
    4.2.3 HOW DIJKSTRA'S ALGORITHM WORKS  49-51
  4.3 PATH OPTIMIZATION AND COST FUNCTION  51-57
    4.3.1 COST FUNCTION OVERVIEW  52-53
    4.3.2 TERRAIN ROUGHNESS  53-55
    4.3.3 THE GLOBAL COST FUNCTION  55-57
  4.4 SUMMERY  57-59
CHAPTER 5 SIMULATION VALIDATION AND RESULTS  59-67
  5.1 SIMULATION RESULTS  59-65
    5.1.1 THE GROUND MODELING RESULTS  59-62
    5.1.2 THE PATH PLANNING RESULTS  62-65
  5.2 SUMMERY  65-67
CHAPTER 6 CONCLUSION AND FUTURE WORK  67-70
  CONCLUSION  67-69
  FUTURE WORK  69-70
REFERENCE  70-76
PUBLICATIONS  76-77
ACKNOWLEDGEMENT  77

崎岖地面上移动机器人的路径规划

内容摘要

全文目录

相似论文