基于免疫遺傳的機器人路徑規(guī)劃【開題報告+文獻綜述+畢業(yè)設計】

1、1畢業(yè)設計開題報告畢業(yè)設計開題報告電氣工程與自動化電氣工程與自動化基于免疫遺傳的機器人路徑規(guī)劃基于免疫遺傳的機器人路徑規(guī)劃一、選題的背景與意義機器人是一個集環(huán)境感知、動態(tài)決策與規(guī)劃、行為控制與執(zhí)行等多功能于一體的的綜合復雜系統。它集中了計算機工程、機械工程、人工智能、控制論以及仿生學等多學科的科研成果，代表著機電一體化的最高成就，同樣也是20世紀自動控制最具有說服力的成就，是當代最高意義上的自動化。自從1959年，機器人之父約瑟夫?恩格

2、爾伯格推出第一款機器人以來，出現了各種各樣的機器人，機器人性能也不斷的在完善，它們在農業(yè)、工業(yè)、航天以及空間探測等許多領域發(fā)揮著非常重要的作用。先進機器人技術的發(fā)展代表著一個國家的綜合科技實力和水平，目前許多發(fā)達國家，甚至一些發(fā)展中國家都已將機器人技術列為二十一世紀高新技術發(fā)展計劃。移動機器人是一種具有自規(guī)劃、自組織和自適應能力并能夠在復雜環(huán)境下正常完成所要求工作的機器人。導航技術是反映移動式機器人自主能力的關鍵問題之一，也是其實現真正

3、智能化和完全自主移動的關鍵技術。實質上我們可將導航問題描述為這樣三個問題：“我現在在哪里”、“我要去哪里”以及“應該用什么方法去我想去的地方”。而這三個問題可由兩級規(guī)劃完成，即局部規(guī)劃和全局規(guī)劃。其中第一個和第三個問題，即機器人目標制導和路徑跟蹤問題，可由局部規(guī)劃解決。第二個問題，即將全局大任務分解成局部子任務，通過不斷完成這些子任務最終達到全局目標的問題，可由全局規(guī)劃完成。全局規(guī)劃一般是建立在已知環(huán)境信息的基礎上，適應范圍相當有限；局

4、部規(guī)劃能適應于不確定環(huán)境的情況，但其對規(guī)劃系統的品質要求較高并且具有有時反應不及時的缺點。通過上述描述可知，機器人路徑規(guī)劃是機器人導航技術中不可或缺的重要組成部分，它要求機器人根據給予的指令及周圍環(huán)境信息在滿足某個或某些性能指標（如距離、時間、能量、工作代價等）條件下，自主選定一條從起始點到達任務目標點的無碰障最優(yōu)或次路徑。它是移動機器人完成任務的安全保障。傳統的路徑規(guī)劃方法在解決機器人路徑規(guī)劃問題時缺乏自適應性和魯棒性，計算量大且復雜

5、，很難得到最優(yōu)路徑。遺傳算法由于其并行隨機搜索的特點，在解決路徑規(guī)劃問題3對傳感器噪聲非常敏感，只適于高度的結構化的環(huán)境。拓撲法在前面我們就說過，當障礙物增加時，實時更新及其困難。而柵格法建立的模型以為計算機存儲、操作、顯示與維護，并且易于擴充、修改，直觀性強，特別是易與遙感影像的聯合處理。鑒于此，本人將使用柵格法建立環(huán)境地圖。在使用柵格法創(chuàng)建地圖時，需要做以下幾個假設：(1)機器人的運動是在二維空間中；(2)用尺寸相同的柵格對工作環(huán)境

6、進行劃分。若柵格包含有障礙物，則稱為障礙柵格，并用數字“1”標示；否則，稱之為自由柵格，并用數字“0”標示；(3)由于環(huán)境是靜態(tài)的，所以機器人在運動過程中障礙物的大小和位置都是不變的。在大多數文獻中，對柵格進行標識時要么使用直角坐標法，要么使用序號法。而此處，將會使用兩者結合一起來標識。因為相比坐標法，序號法占有的內存很少，便于在遺傳操作中使用。另一方面，直角坐標法在描述柵格之間的相對位置，計算路徑長度及檢驗路徑可行性方面有著巨大的優(yōu)勢