改进势场栅格法：移动机器人路径规划与运动控制的关键突破

在"速度和角速度图-基恩士图像讲座"中，该文档聚焦于移动机器人领域的关键课题——路径规划与运动控制。首先，作者路海峰以河北工业大学硕士学位论文的形式探讨了移动机器人在当今社会的重要性和应用价值，尤其是在那些危险或难以触及的环境中的任务执行能力。路径规划作为移动机器人研究的核心技术，是国内外学者长期关注的研究焦点。 论文深入介绍了移动机器人的发展历程，涵盖了国内外的发展动态，以及导航技术、多信息融合技术、定位技术等关键技术。路径规划方法是核心内容，作者列举了各种方法如人工势场法，强调了其局部最优问题。为了改进这一不足，作者提出了一种创新的路径规划策略——改进的势场栅格法，通过结合栅格法和人工势场，借助启发式搜索算法生成到达目标的子目标节点序列。这种方法巧妙地利用虚拟地形中的水源概念，通过模拟水流原理，生成无碰撞路径，同时通过增强局部最小点的势能，避免陷入困境。 此外，论文还涉及移动机器人运动控制部分，构建了运动学模型，并利用滑模变结构控制技术进行路径跟踪控制。实验仿真部分在MATLAB中进行，通过对U型、迷宫型和随机等复杂环境的仿真，验证了改进的势场栅格法的有效性，并与最小风险法进行了对比。 整个研究是基于河北省科技厅科技支撑计划项目"复杂环境下自适应机器人系统研究"的支持，关键词包括移动机器人、势场法、栅格法、路径规划、跟踪控制和滑模变结构控制。这篇论文不仅阐述了理论知识，而且提供了实际应用的解决方案，对于推动移动机器人技术的发展具有重要意义。