田泽文g20148523选题报告

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1、北京科技大学研究生毕业设计(论文)选题报告北京科技大学研究生毕业设计(论文)选题报告题目：基于蚁群算法与人工势场法的机器人路径规划学院：自动化学院专业：控制工程姓名：田泽文学号：G20148523指导教师签字：________________________年月日10--北京科技大学研究生毕业设计(论文)选题报告目录1课题研究的目的与意义22文献综述32.1国内外研究现状32.1.1本课题国内研究进展32.1.2本课题国内研究进展43研究内容、预期目标及研究方法53.1研究内容53.2研究方法53.3预期目标73.4技术难度74进度安排8参考文献9

2、10--北京科技大学研究生毕业设计(论文)选题报告1课题研究的目的与意义机器人是一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机;或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。机器人作为人类的一种新型的生产工具在提高生产效率、降低劳动强度、扩展工作区域，从危险、复杂、恶劣的情况下将人类的劳动力解放出来的过程中显示出了极大的优越性。随着机器人的研究的逐步深入，现代的机器人更是感知、决策、行动和交互技术的高度有效结合的产物。根据应用领域的不同，机器人可以分为移动机器人、医疗机器人、空中机器、水下机器人、军用机器人等各种智能机器人，它们

3、在外形上己远远不再是最初仿人形机器人和工业机器人，而是根据不同的特殊应用领域而制定的。移动机器人自主导航包含的问题有：机器人定位，机器人路径规划以及机器人的运动控制。移动机器人的路径规划在其中占据着主导的地位，也是各领域各学科研究的重点，是衡量机器人性能指标的一大主要研究方向。移动机器人路径规划具体是指在环境中存在障碍物的情况下，机器人按照一定的评价标准在一定时间内获得一条从运动起点到目标终点的没有碰撞的较优路径。机器人的路径规划问题从上世纪70年代就得到了诸多学者和专家的重点关注。路径规划规划算法的运算复杂度、稳定性，间接影响着机器人的工作效率，

4、结果的优劣同样影响着机器人动作的准确性和实时性。所以说，路径规划是实现机器人自主导航问题中最至关重要的一部分。一个好的路径规划应该能在较短的时间内找到一条较优的路径，该路径不但可以避开环境中的障碍物而且还能处理环境中未知情况。10--北京科技大学研究生毕业设计(论文)选题报告2文献综述2.1国内外研究现状2.1.1本课题国内研究进展早在20世纪就有科学家预测：20世纪的核心作战武器是坦克，21世纪的核心作战武器重心则会转移向无人作战系统发展。从上个世纪60年代末开始，以美国为首的发达国家就已经对智能机器人展开了着重的研究工作，NilsNilsson

5、和CharlesRosen等[2]人，于1966年至1972年间在斯坦福研究院(SRI)研制了名为Shakey的自主移动机器人，用于在复杂环境下的自主推理、规划和控制。在此期间著名的GeneralElectricQuadruped[3]的步行机器人也被研制成功，开辟了步行机器人的研究领域。进入70年代，随着计算机和传感器领域的迅速发展，移动机器人的研究进入了一个新的高潮，日本早稻田大学研制出具有仿人功能的两足步行机器人。为适应原子能利用和海洋开发的需要，极限作业机器人和水下机器人也以较快的速度发展起来。美国国防高级研究计划局(DARPA)专门立项，

6、制定了地面无人作战平台的战略计划，揭开了室外移动机器人研究的序幕。如DARPA的“战略计算机”计划中的自主地面车辆(ALV)计划(1983-1990);能源部制定的为期10年的机器人和智能系统计划RIPS(1986-1995)，以及后来的空间机器人计划;欧洲尤里卡中的机器人计划和日本通产省组织的极限环境下作业的机器人计划等[4]。进入20世纪以后以美国为代表在军用和民用领域对于机器人的研究处于迅猛发展的阶段，机器人被广泛应用于各个领域之中。在移动机器人路径规划方面，W.E.Howden于1968年提出了栅格法来对路径规划进行研究[2]。在进行路径规

7、划的时候将地图划分成为大小相同的若干个小的栅格，将存在障碍物的栅格均划分出来，在处理不规则障碍物的时候就有良好的适应性。在划分栅格的时候，划分的栅格越多，障碍物的表示会越精确，但同时占用的存储空间也会相应增加,算法的搜索范围将按指数增加。栅格的粒度太大，规划的路径会很不精确。所以栅格粒度大小的确定,是栅格法在实际应用中的主要问题。10--北京科技大学研究生毕业设计(论文)选题报告人工势场法是Khatib于1986年首次提出的，由于其计算简便，实时性强等优点，许多学者都先后研究发展这一方法，并将其应用于机器人的实时路径规划和运动控制中。人工势场法路径

8、规划技术的基本思想是把机器人在环境中的运动视为一种机器人在虚拟的人工受力场中的运动。障碍物对机器人产生斥力，目标点对机器人