移动机器人路径规划与运动控制的势场栅格法研究

"这篇文章主要探讨了移动机器人的路径规划与运动控制问题，特别是在狭窄出口的仿真情境下。作者路海峰在河北工业大学攻读机械工程硕士期间，对这一主题进行了深入研究，指导教师为李春书。论文涵盖了移动机器人的发展历程、关键技术，如导航、信息融合、定位和路径规划，并提出了一种改进的势场栅格法来解决路径规划中的局部最小点问题。此外，还讨论了滑模变结构控制方法在路径跟踪控制中的应用。该研究基于河北省科技厅的科技支撑计划项目‘复杂环境下自适应机器人系统研究’。” 移动机器人在当前科技领域扮演着重要角色，特别是在人类难以到达或危险的环境中执行任务。路径规划是移动机器人技术中的核心问题，它涉及到如何让机器人在复杂环境中找到最优路径到达目标点。论文首先概述了移动机器人的发展背景，包括国内外的研究动态和技术，如导航技术、多信息融合技术、定位技术以及路径规划。 接着，论文详细介绍了不同的路径规划方法，如A*算法、Dijkstra算法、遗传算法等，并分析了它们的优缺点及当前的研究进展。针对人工势场法存在的局部最小点问题，作者提出了一个创新的路径规划策略——改进的势场栅格法。该方法结合了人工势场法和栅格法的优点，利用启发式搜索算法生成到达目标点的路径。通过设置人工水源并模拟水流动的特性，可以避免局部最小点并找到全局最优路径。这种方法在多种复杂环境的仿真中表现出了良好的效果。 在运动控制方面，论文建立了移动机器人的运动学模型，并运用滑模变结构控制理论进行路径跟踪控制。滑模控制是一种有效的非线性控制策略，能够在不确定性和扰动下保证系统的稳定性。通过MATLAB仿真，验证了这种方法在不同路线跟踪控制中的性能。 这篇硕士论文对移动机器人的路径规划和运动控制进行了全面且深入的研究，提出的新方法在解决路径规划难题和提高控制精度上具有实际应用价值。这不仅对于移动机器人技术的发展，也为复杂环境下的自主机器人系统研究提供了理论支持。