一種自主機器人動態(tài)路徑規(guī)劃系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、隨著社會的發(fā)展和科技的進步，人類對機器人的利用越來越廣泛，特別是近年來人工智能的迅速崛起，使機器人的利用越來越接近人類的現(xiàn)實生活。因此對機器人的研究是當(dāng)今社會炙手可熱的熱點，而對機器人路徑規(guī)劃的研究是一切問題的核心，讓機器人按照人的思維去完成相應(yīng)的功能是人們研究機器人的根源所在，相關(guān)專家學(xué)者在路徑規(guī)劃領(lǐng)域雖然取得了一些成果，但大多都停留在算法的仿真階段且具有一定的局限性。
　　本課題把實驗室環(huán)境假想成未知環(huán)境，并在該環(huán)境下進行局部

2、路徑規(guī)劃。局部路徑規(guī)劃是機器人在環(huán)境信息和障礙物信息不確定的情況下，利用自身所帶的傳感器和相關(guān)的算法對環(huán)境進行推算分析，規(guī)劃出從起始點到目標點的最短路徑。在對傳統(tǒng)算法和智能算法從計算量及應(yīng)用場景等方面進行了分析之后，確定把人工勢場法作為本次設(shè)計的主要算法，人工勢場法的本質(zhì)是借助勢場函數(shù)來改變機器人所受到的勢場力，最終達到避障的目的。針對實驗?zāi)康倪x擇了實驗所用到的元器件和主控芯片，對相關(guān)器件進行測試后搭建了硬件實驗平臺。對傳統(tǒng)人工勢場法進

3、行了重點的分析研究，并進行了MATLAB仿真實驗。
　　針對傳統(tǒng)人工勢場法在機器人動態(tài)路徑規(guī)劃中存在的缺陷，提出了相關(guān)的改進措施，在傳統(tǒng)人工勢場法的基礎(chǔ)上加入了速度因子，降低機器人相對于障礙物的速度，從而使機器人在遇到障礙物時能做出及時的判斷，并且能調(diào)整其所受障礙物斥力的大小及方向，避免了機器人與障礙物發(fā)生碰撞。對于凹面局部最小值問題，增加一個常量來改變凹面形的能量值以此來使機器人擺脫局部極小值，或者增加一個外力F，該外力與機器人