改进的粒子群优化算法及其在机器人路径规划中的应用研究

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路径规划是移动机器人的关键技术之一,一直是学者们的广泛关注的热点。对于具有类人的外形、能直立步行的类人机器人,路径规划问题尤其重要。而如何得到全局最优或次优的满意路径,是规划问题的核心。粒子群优化算法,作为一种模拟鸟群觅食行为的群体智能算法,具有参数少、设计简单、易于实现等优点。本文以改进的粒子群优化算法为基础,以机器人的路径规划为对象,主要完成以下研究工作: 第一,综合分析了路径规划技术的研究现状与分类方法,从基本定义出发,描述了移动机器人路径规划问题。 第二,以基本粒子群优化算法为基础,对比了不同的改进方法,并结合移动机器人、特别是类人机器人路径规划的需要,给出了一种基于整数规划的粒子群优化算法的改进方案。 第三,结合移动机器人路径规划的特点,利用栅格法建立机器人的工作环境的空间模型,并将改进的粒子群优化算法应用到路径规划中,得到满意的规划路径。 最后,在仿真实验和机器人避障比赛中进行了实际应用,取得良好的仿真与实际效果。
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