滿足不同任務(wù)需求的機器人最優(yōu)路徑規(guī)劃研究及實現(xiàn).pdf

1、路徑規(guī)劃是移動機器人領(lǐng)域的核心技術(shù)之一。目前移動機器人路徑規(guī)劃主要集中在算法的研究上，與實際應(yīng)用背景相結(jié)合的路徑規(guī)劃研究較少，仍有許多技術(shù)問題有待解決，如，傳統(tǒng)的路徑規(guī)劃方法僅針對點到點的簡單任務(wù)需求，無法很好地適用于任務(wù)較為復(fù)雜的情況。因此，研究能夠滿足不同任務(wù)需求的路徑規(guī)劃方法具有重要應(yīng)用價值和理論意義。
　　線性時序邏輯(linear temporal logic，LTL)理論能夠有效的描述實際應(yīng)用中各類復(fù)雜的任務(wù)需求，實現(xiàn)

2、環(huán)境信息與任務(wù)需求相融合。本文基于LTL理論，研究了滿足不同任務(wù)需求的機器人最優(yōu)路徑規(guī)劃。
　　首先，基于LTL理論，提出了基于 LTL理論的倉儲機器人路徑規(guī)劃方法。該方法通過構(gòu)建靈活擴展的倉儲環(huán)境模型，降低了路徑規(guī)劃的復(fù)雜度，并實現(xiàn)了滿足倉儲任務(wù)需求的最優(yōu)路徑規(guī)劃。
　　其次，機器人實際應(yīng)用環(huán)境往往是動態(tài)變化的，現(xiàn)有的基于LTL理論的路徑規(guī)劃方法仍無法很好地適用于該類環(huán)境，因此又進一步研究了適用于動態(tài)環(huán)境的LTL-A*-A

3、*最優(yōu)路徑規(guī)劃方法。該方法將基于LTL-A*算法的全局路徑規(guī)劃方法和基于A*算法的局部路徑規(guī)劃方法相結(jié)合，不僅提高了全局路徑尋優(yōu)的效率，而且能夠適用于動態(tài)環(huán)境。
　　然后，為了驗證上述方法的可行性與有效性，本文設(shè)計了包含地圖構(gòu)建、機器人定位、路徑規(guī)劃和運動控制四個模塊的機器人導(dǎo)航系統(tǒng)實驗平臺，并在該平臺上搭建了相應(yīng)的模擬環(huán)境，結(jié)合目標(biāo)跟蹤控制策略，實驗驗證了所提出的移動機器人路徑規(guī)劃方法的有效性。
　　最后，針對兩機器人巡回