機(jī)器人避障問(wèn)題論文

1、機(jī)器人避障問(wèn)題摘要本文主要研究了在特定的平面場(chǎng)景中機(jī)器人為了避開(kāi)障礙物從某定點(diǎn)到另一個(gè)定點(diǎn)的最短路徑和最短時(shí)間路徑建立了兩個(gè)優(yōu)化模型，并給以了各種情況下的最短路徑和最短時(shí)間路徑。問(wèn)題一，我們很容易分解成線圓結(jié)構(gòu)來(lái)求解，然后利用組合把可能路徑的最短路徑采用窮舉法列舉出來(lái)，最終得出最短路徑：最短路徑的值為：479.1252；所用時(shí)間為：99.25276:OA?最短路徑的值為：926.99；所用時(shí)間為：224.5684:OB?最短路徑的值為：

2、1211.8所用時(shí)間為：311.5432:OC?最短路徑的值為：2924；所用時(shí)間為：645.3072:OABCO????問(wèn)題二，適當(dāng)擴(kuò)大機(jī)器人的轉(zhuǎn)彎半徑，建立優(yōu)化模型，得出結(jié)果：半徑：11.5035路徑：500.7212時(shí)間：96.5939關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞MATLAB線圓結(jié)構(gòu)避障路徑解析幾何8平行四邊形(150600)底邊長(zhǎng)90，左上頂點(diǎn)坐標(biāo)(180680)9長(zhǎng)方形(370680)長(zhǎng)60，寬12010正方形(540600)邊長(zhǎng)13011正

3、方形(640520)邊長(zhǎng)8012長(zhǎng)方形(500140)長(zhǎng)300，寬601.2題目條件：(1)在平面場(chǎng)景圖中，障礙物外指定一點(diǎn)為機(jī)器人要到達(dá)的目標(biāo)點(diǎn)（要求目標(biāo)點(diǎn)與障礙物的距離至少超過(guò)10個(gè)單位）；規(guī)定機(jī)器人的行走路徑由直線段和圓弧組成（圓弧是機(jī)器人轉(zhuǎn)彎路徑）；(2)機(jī)器人不能折線轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎路徑由與直線路徑相切的一段圓弧組成，也可以由兩個(gè)或多個(gè)相切的圓弧路徑組成，但每個(gè)圓弧的半徑最小為10個(gè)單位；(3)為了不與障礙物發(fā)生碰撞，機(jī)器人行走的線

4、路與障礙物間的最近距離為10個(gè)單位。否則將發(fā)生碰撞，若發(fā)生碰撞，則機(jī)器人無(wú)法完成行走；(4)機(jī)器人直線行走的最大速度為個(gè)單位秒；機(jī)器人轉(zhuǎn)彎時(shí)，最大轉(zhuǎn)彎速50?v度為，其中是轉(zhuǎn)彎半徑；21.0100e1)(??????vvv?(5)如果超過(guò)轉(zhuǎn)彎速度，機(jī)器人將發(fā)生側(cè)翻，無(wú)法完成行走。1.3所求問(wèn)題：對(duì)場(chǎng)景圖中4個(gè)點(diǎn)O(00)A(300300)B(100700)C(700640)具體計(jì)算：(1)機(jī)器人從O(00)出發(fā)，O→A、O→B、O→C和

5、O→A→B→C→O的最短路徑。(2)機(jī)器人從O(00)出發(fā)，到達(dá)A的最短時(shí)間路徑。1.4題目目的：建立機(jī)器人從區(qū)域中一點(diǎn)到達(dá)另一點(diǎn)的避障最短路徑和最短時(shí)間的數(shù)學(xué)模型。二、問(wèn)題分析2.1、問(wèn)題一中要求求機(jī)器人從O(00)出發(fā)，O→A、O→B、O→C和O→A→B→C→O的最短路徑。我們先用包絡(luò)線畫出機(jī)器人行走路線中的危險(xiǎn)區(qū)域，這樣拐角處就是一個(gè)半徑為10個(gè)單位的圓?。ㄒ?yàn)闄C(jī)器人不能折線轉(zhuǎn)彎，所以路徑OABCO????中，其中A，B，C三點(diǎn)也

6、要作一半徑為10個(gè)單位的圓?。?。通過(guò)采用拉繩子的方法尋找到目標(biāo)點(diǎn)可能的最短路徑（如：求的最短路徑，我們可以用繩子連接(00)OOA?，以拐角處的圓弧為支撐拉緊，那么繩子的長(zhǎng)度便是的一條可能的最短OA?OA?路徑），然后采用窮舉法列出到每個(gè)目標(biāo)點(diǎn)的可能最短的路徑，然后比其大小便(00)O可得出到目標(biāo)點(diǎn)的最短路徑。(00)O2.2機(jī)器人從O(00)出發(fā)，到達(dá)A的最短時(shí)間路徑。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題我們可以適當(dāng)擴(kuò)大障礙物拐點(diǎn)處的拐彎半徑使機(jī)器人能夠以較