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有向物体的路径规划研究

胡倩菲  
【摘要】: 传统的对路径规划问题的研究,往往将研究对象简化为质点,将起始和目标点看作为标量点,来达到简化问题的目的。模型虽然得到了简化,但造成简化模型不能完全真实反映现实的问题,这样的简化模型只对有些情况适用。 针对以上不足,本文以具有形状约束和运动约束的有向物体为研究对象,对传统的路径规划进行改进。论文根据有向物体的特点分析了有向物体路径规划的特点,找到了一种适用于有向物体的路径规划方法。本算法将有向物体的运动分解为两种:沿路径主线的运动和避障运动。有向物体在沿路径主线运动的过程中,对周围环境障碍物进行实时地干涉检测,检测到干涉时进行避障运动。对于路径主线的制定,本文采用切圆弧或双圆弧曲线来描述路径,根据不同的初始位姿和目标位姿选择曲线,这两种曲线路径光滑简单,有向物体易于实现此路径。在对有向物体进行实时干涉检测时,本文首先提出了有向物体的干涉判别方法,然后采用了预检测和精确检测结合的方法进行干涉检测。在有向物体避障运动中,有向物体沿障碍物边界运动,直到运动到障碍物边界上某点,这点是有向物体对目标点的可视点,此时避障结束,避障段路径由圆弧段和直线段组合而成。避障结束后重新规划路径主线,如此循环直到到达目标位姿。 本文最后研究了多运动物体的路径规划问题,对多个运动物体进行路径规划时,采用基于物体运动优先级的“停-等”策略。当运动物体检测到与另一个运动物体发生干涉冲突时,判断彼此的运动优先级,优先级高的沿原路线前进,优先级低的停止等待,此时优先级低的运动物体作为障碍物处理。


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