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基于遗传算法的机器人路径规划

采用栅格法表示机器人工作环境模型,用序号编码,直角坐标与序号混合应用,采用遗传算法产生初始路径种群,并对其优化找出最短路径,然后增加删除,插入算子达到路径规划中避障的要求。用MATLAB语言进行的仿真研究,仿真结果表明遗传算法进行避障和路径规划的有效性和可行性。

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2002年 10月

沈阳建筑工程学院学报 (自然科学版 ) J u n lo h n a g Arh.a d C v o r a fS e y n c n i .En g.Unv ( t rl ce c ) i. Na ua in e S

第 1卷第 4期 8

Oc t. 2OO2 V o .1 1 8. N O. 4

文章编号:6 1 0 1 20 )4 3 2—0 1 7—2 2 (0 2 0—0 0 4

基于遗传算法的机器人路径规划 张颖吴成东于谦,, ( .阳建筑工程学院自动控制系,宁沈阳 1 0 1; 2辽宁 C D发展中心,宁沈阳 10 1 ) 1沈辽 10 5 . A辽 1 0 5

摘要:用栅格法表示机器人工作环境模型,序号编码,角坐标与序号混合应用,用遗传算法采用直采产生初始路径种群,对其优化找出最短路径,后增加删除、入算子达到路径规划中避障的要求 .并然插 用 MAT AB语言进行仿真研究 .真结果表明遗传算法进行避障和路径规划的有效性和可行性 . L仿 关键词:器人;径规划;传算法;入、除算子;障机路遗插删避 中图分类号: 1 TP 8文献标识码: A O 9 8 7 6 5 4 3 2 1 O

基于遗传算法的机器人路径规划已有很多方法,是还不尽完善,要进一步改进 . zo但需 Kau S gb r u i a等uj出的基于遗传算法的机器人路径 a提

器人及工作空间的大小来确定栅格的数目,以保证机器人可以在其中自由移动 .直角坐标法在用矩形的工作空间中建立多个等值大小的小栅格, 并假设障碍物的位置已知 .图 1示,中黑色如所图部分为障碍物栅格 .

规划方法,时变、知环境下取得了很好的避障在未 及路径规划结果,是在编码过程中,方法采用但该了二进制定常编码方法,增加了个体长度,时也同增加了运算的复杂度 .强等【】出了一种基于李 2提进化的移动机器人路径规划方法。种方法是基这于四叉树模型而提出的,种算法具有良好的全这

局搜索性能,在搜索效率上较一般的搜索算法但 ( A如算法 )无明显的提

高 .树栋等【提出并孙 3 J 的应用于机器人路径规划的遗传算法的改进方法采用栅格序号编码,短了个体长度,是其插入缩但过程采用中值法插入,样插入的栅格很容易为这

障碍栅格,使得此处的运算比较复杂 . 笔者在上述方法的基础上重新定义了插入和

删除算子,方法简单而且搜索和避障能力强,该提 高了机器人的避障能力,证了最终所得到的路保径为最短的避障路径 . 图 1直角坐标法建立的栅格

用序号法对每个小栅格进行编号,中每个其

1环境模型的建立 为了模拟机器人的工作环境,要对其工作需空间建立模型来表示 .不考虑高度问题,只考虑机 器人工作空间的平面状况,以在二维空间中采所

编号 P都与其直角坐标一一对应,其映射关系为 P=+1 0y

而在 MA A TL B语言中,7 Y与 P的关系为 3和 f7= rm( 1 )+0. 3 e P,0 5 I:皿 (,0 Y P 1 )+0 5 .

用栅格法来建立机器人的工作空间模型,照机按 收稿日期:0 2—0 20 6—2 6基金项目:宁省自然科学基金项目( 0 1 7辽 020 )作者简介:颖(99,,士研究生 .张 17一)女硕

其中,e表示取余操作,i示取整操作 . rm f x表

基于遗传算法的机器人路径规划

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