轮式机器人路径规划方法的研究

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1、中圈分类号：ＴＰ２４２．６密级；公开厲：６２１．３学校娜１＾娜？皆弁净ＨＥＢＥＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕ｄｔ学位论文轮式机器人路径规划方法的硏究论文作者：闻亚男指导教师：杜云副教授企业指导教师；姚福来高工申请学位类别：工程硕壬学科、领域：控制工程所在单位＇；电气工程学院答辩日期：２０１６年５月〇河北科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的

2、指导下，姬立进行研究工作所取得的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。＂学位论文作者签名：／Ｘ＾７指导教师签名：］■＇１７／年７）丈月日＞４年Ｊ月您日（皆河北科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查

3、阅和借阅。本人授权河北科技大学可臥将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检、索，可站采用影印□保缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。密，在＿＿年解密后适用本授枚书。本学位论文属于保密。。Ｖ＂）（请在臥上方框内打学位论文作者签名：指导教师签名：词球＾■种（＜￥年Ｊ月日义＾《年Ｓ月义［日ClassifiedIndex：TP242.6SecrecyRate：PublicizedUDC：621.3UniversityCode：10082HebeiUniversi

4、tyofScienceandTechnologyDissertationfortheMasterDegreeResearchonPathPlanningMethodofWheeledRobotCandidate：YanYananSupervisor:Prof.DuYunEnterpriseSupervisor：SNENGR.YaoFulaiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlEngineeringEmployer：Scho

5、olofElectricalEngineeringDateofOralExamination:May,2016摘要摘要随着科学技术的不断发展，越来越多的智能机器人被应用在我们的生活和生产中，而路径规划则是机器人完成这些高级复杂任务的重要保障，它解决移动机器人如何在环境中行走的问题，是机器人研究中一个最基本和关键的课题，因此对机器人路径规划的研究具有重要的意义。论文以轮式机器人作为研究对象，对其路径规划方法进行了深入研究，主要包括以下三部分内容。首先，采用人工势场法对机器人路径规划进行分析，针对存在的目标不可达

6、和局部极小值问题，提出在建立新势场函数的基础上，采用角度偏移法，并用遗传算法优化参数，从而可以规划出最优路径，MATLAB仿真验证了改进算法的有效性。其次，通过智能的蚁群算法来实现机器人的路径规划，采用栅格法对机器人的工作空间进行建模，分析了基本蚁群算法，并设计参数自适应调节，但结果不是令人很满意。因此，采用精英策略、回退策略、免疫算子以及启发式概率公式对蚁群算法进行综合改进，运用MATLAB进行仿真对比，并在此基础上用轮式机器人进行实验，验证了改进算法的可行性。最后，将改进的蚁群算法引入到动态路径规划当中，

7、在Dijkstra算法快速搜索全局路径的基础上，加入动静态障碍物的干扰，进行局部寻优避障，最终机器人顺利到达目标点，仿真实验验证了全局路径规划和局部路径规划相结合的优越性。关键词移动机器人；路径规划；人工势场法；蚁群算法；遗传算法；免疫算子；Dijkstra算法IAbstractAbstractWiththedevelopmentofscienceandtechnology,moreandmoreintelligentrobotsareusedinourdailylifeandindustrialproduc

8、tion.Howeverthepathplanningisthevitalguaranteefortherobotstofinishtheadvancedandcomplicatedtasks.Itsolvestheproblemofhowmobilerobotswalkintheenvironmentandithasbecomeakeytopicinthestudyofrobots.Therefo