粒子群算法在移动机器人路径规划中的应用研究

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1、武汉科技大学硕士学位论文第1页摘要粒子群算法是一种群体智能算法，通过模拟鸟类的群体行为，将寻找具体问题的最优解转化为粒子在特定空间迭代搜索过程。粒子群算法是近年来发展最为迅速的智能算法之一，在电路设计、系统辨识、模式识别、信号处理和控制决策等领域都得到了广泛的应用。移动机器人路径规划是机器人研究领域的一个重要研究课题，旨在特定物理空间内寻找一条从起始位置到目标位置的最优路径。本文针对静态环境下的移动机器人路径规划问题进行了研究。在采用栅格法建立了移动机器人的全局路径规划仿真环境的基础上，分别采用标准粒子

2、群算法和随机粒子群算法对移动机器人的路径进行了规划仿真，并将两者的仿真结果做了比较。此外，本文提出了一种引入路径平滑度的新型路径规划最优指标函数，采用该指标函数进行了仿真，并将该仿真结果与未引入路径平滑度前的仿真结果做了比较分析。最后，本文采用MT．R型移动机器人对粒子群算法优化得出的全局路径进行了实际的验证实验，实验结果表明了粒子群算法得出的最优路径的有效性。关键词：粒子群算法；移动机器人；路径规划；路径平滑度第1I页武汉科技大学硕士学位论文AbstractPattideswarmoptimizati

3、on(Pso)isakindofcolonyintelligentalgorithmwhichemulatesthebehaviorofbirdcolony．PS0transferstheprocessofseekingthebestsolutionforspecificproblemstotheprocesswhichparticlesscoutthebestpositioninacertainarea．PS0iSoneoftheintelligentalgorithmswhichdevelopedm

4、ostquicklyandhasbeenusedwidelyinthefieldsofcircuitsdesign，systemrecognition,patternrecognition,signalprocessingandcontroldecision．PathplanningisaIlimportantresearchtopicofmobileroboticswhichaimstoseekthebestpathfromthestartingpositiontoexpecteddestinatio

5、ninacertainphysicalspace．ThiSdissertationdidsomeresearchofpathplanningunderstaticknownenvironment．Afterbuildingthesimulationenvironmentofmobilerobotby研ds，thisdissertationrealizethepathplanningofmobilerobotbyusingPSOandstochasticparticleswarmoptimization(

6、SPSo)respectivelyandcomparedtheresultoftwoalgorithms．Furthermore，thisdissertationintroducedanewtargetfunctionwhichinvolvedsmoothnessofpathsforpathplanning,implementedsimulationwiththistargetfunctionandcompareditsresultwiththeonewithoutpathsmoothness．Fina

7、lly,thisdissertationgaveouttheresultofpathplanningexperimentconductedbyMT_RmobilerobotwhichcertificatethatthepathplanningresultofPS0andnewtargetfunctionachievedgoodperformanceinrealtaskofmobilerobot．Keywords：PSO；mobilerobot；pathplanning；pathsmoothness武汉科

8、技大学研究生学位论文创新性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究所取得的成果。除了文中已经注明引用的内容或属合作研究共同完成的工作外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者囊名：垒盎日期：鲨皇：』：!!研究生学位论文版权使用授权声明本论文的研究成果归武汉科技大学所有，其