基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的移動機(jī)器人路徑規(guī)劃研究.pdf

1、移動機(jī)器人是機(jī)器人領(lǐng)域的一個重要發(fā)展方向，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、教育等方面。而路徑規(guī)劃是移動機(jī)器人研究中的重要問題之一。本文主要應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在已知和未知的靜態(tài)環(huán)境下，對移動機(jī)器人進(jìn)行路徑規(guī)劃。 本文中移動機(jī)器人的路徑規(guī)劃，是在其工作空間中找到一條從起始點到目標(biāo)點能避開所有障礙物且最短的路徑。通過對路徑規(guī)劃技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及各種應(yīng)用方法的分析，以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究，針對不同的靜態(tài)環(huán)境，本文提出了相應(yīng)的解決方案。

2、 針對未知環(huán)境下的移動機(jī)器人路徑規(guī)劃，提出了一種基于Elman網(wǎng)絡(luò)的局部路徑規(guī)劃方法。利用Elman網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造適用于路徑規(guī)劃的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，傳感器探測到的環(huán)境信息作為網(wǎng)絡(luò)的輸入，機(jī)器人的運動轉(zhuǎn)角作為網(wǎng)絡(luò)的輸出。通過離線有教師監(jiān)督學(xué)習(xí)，網(wǎng)絡(luò)以較快的學(xué)習(xí)速率逐步達(dá)到穩(wěn)定。最后，通過仿真實驗驗證了該方法的可行性。 在靜態(tài)確定環(huán)境中，依據(jù)簡單的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)定義描述靜態(tài)環(huán)境，計算出碰撞罰函數(shù)，并根據(jù)路徑最短原則建立了路徑與障礙物間的優(yōu)化模型

3、。利用模擬退火算法對其進(jìn)行求解。針對經(jīng)典模擬退火算法收斂速度慢這一缺陷，對該算法進(jìn)行改進(jìn)，提出了一種改進(jìn)模擬退火算法，有效地提高了收斂速度，實現(xiàn)了移動機(jī)器人的全局路徑規(guī)劃。 最后，提出了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法的路徑規(guī)劃算法。采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對機(jī)器人所處的環(huán)境進(jìn)行描述，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立遺傳算法的適應(yīng)度函數(shù)，使用遺傳算法優(yōu)化路徑；將需規(guī)劃路徑的二維編碼簡化成一維編碼。進(jìn)一步，將遺傳算法和模擬退火算法相結(jié)合構(gòu)成遺傳模擬退火算法，代