足球機器人動態(tài)路徑規(guī)劃.pdf

1、足球機器人是機器人發(fā)展過程中的重要產(chǎn)物，也是發(fā)展機器人技術(shù)的一個重要途徑。足球機器人作為一個多學(xué)科交叉的科研平臺，通過對其研究與開發(fā)，可以加快機器人技術(shù)的發(fā)展和提高移動機器人產(chǎn)品的技術(shù)水平。路徑規(guī)劃是移動機器人技術(shù)研究的重要課題之一，好的路徑規(guī)劃算法可以使機器人安全高效的運動。在足球機器人比賽中，球和機器人快速運動，其路徑規(guī)劃屬于在未知動態(tài)環(huán)境中的規(guī)劃控制問題。路徑規(guī)劃質(zhì)量直接影響比賽結(jié)果，因此路徑規(guī)劃任務(wù)在足球機器人系統(tǒng)中占有重要地位

2、。
　　 本論文以足球機器人為研究背景，主要針對其路徑規(guī)劃問題進行深入研究。
　　 首先，本文對足球機器人及足球機器人路徑規(guī)劃進行研究，對幾種常見的環(huán)境建模方法以及機器人路徑規(guī)劃算法的優(yōu)缺點進行分析。
　　 然后對機器人路徑規(guī)劃A*算法做重點研究，分析啟發(fā)函數(shù)的強弱和影響，深入研究啟發(fā)函數(shù)的設(shè)計。采用柵格法建立靜態(tài)環(huán)境模型，確定機器人的搜索方向。從算法數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和機器人實際移動距離計算等方面對路徑規(guī)劃A*算法進行改

3、進，利用快速收斂啟發(fā)函數(shù)、曼哈頓距離啟發(fā)函數(shù)和加權(quán)啟發(fā)函數(shù)，對改進的A*算法進行研究。根據(jù)黃金比例原則，在加權(quán)啟發(fā)函數(shù)中提出一種新的加權(quán)因子。在靜態(tài)環(huán)境情況下對基本A*算法和改進A*算法進行仿真對比試驗，結(jié)果表明，采用新加權(quán)因子加權(quán)啟發(fā)函數(shù)的改進A*算法路徑規(guī)劃效果更為優(yōu)良。
　　 最后，針對足球機器人動態(tài)路徑規(guī)劃的特點，引入滾動優(yōu)化的思想，與改進A*算法相結(jié)合，提出一種基于滾動優(yōu)化的路徑規(guī)劃改進算法，該算法結(jié)合了A*算法和滾動