三維空間移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃技術(shù)的研究.pdf

1、在機(jī)器人智能控制的研究中，路徑規(guī)劃是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人自主導(dǎo)航研究的重要環(huán)節(jié)之一，也是當(dāng)今國(guó)內(nèi)學(xué)者研究的重點(diǎn)。為了提高三維空間移動(dòng)機(jī)器人的自主導(dǎo)航能力，本文在充分調(diào)研輪式移動(dòng)機(jī)器人和空間旋翼機(jī)器人路徑規(guī)劃技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，對(duì)其路徑規(guī)劃技術(shù)展開(kāi)了深入的研究。主要研究?jī)?nèi)容包含以下幾個(gè)方面:
　　首先，分別建立了輪式移動(dòng)機(jī)器人和空間旋翼機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和動(dòng)力學(xué)模型，并根據(jù)輪式移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，空間旋翼機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模

2、型以及路徑規(guī)劃任務(wù)的需求，建立了輪式移動(dòng)機(jī)器人姿態(tài)變換的控制模型及空間旋翼機(jī)器人達(dá)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的控制模型。
　　其次，考慮到三維空間移動(dòng)機(jī)器人全局路徑規(guī)劃的需求，先在二維的柵格環(huán)境下，采用A*算法和B樣條曲線技術(shù)為輪式移動(dòng)機(jī)器人構(gòu)建了滿足其運(yùn)動(dòng)學(xué)約束的全局路徑規(guī)劃模型。再在滿足空間旋翼機(jī)器人動(dòng)力學(xué)約束的基礎(chǔ)上，將A*算法改進(jìn)并應(yīng)用在三維空間并建立空間旋翼機(jī)器人的全局路徑規(guī)劃模型。
　　之后，考慮到三維空間移動(dòng)機(jī)器人在動(dòng)態(tài)環(huán)境下的路

3、徑規(guī)劃需求，先將動(dòng)態(tài)障礙物在避障環(huán)境中的運(yùn)動(dòng)情況考慮到RRT路徑規(guī)劃算法之中，提出了基于目標(biāo)的動(dòng)態(tài)RRT算法。然后考慮了輪式移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)約束，改進(jìn)了所提出的RRT算法的節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展方式并建立了基于此算法的輪式移動(dòng)機(jī)器人的動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃模型。最后根據(jù)空間旋翼機(jī)器人的特性，將算法進(jìn)一步擴(kuò)展應(yīng)用到三維空間，并建立了空間旋翼機(jī)器人的動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃模型。
　　最后，利用MATLAB GUI開(kāi)發(fā)環(huán)境，按照環(huán)境建模模塊，規(guī)劃途徑和算法選擇模塊，算