仓储移动机器人路径规划算法研究与设计开题报告

 2023-03-02 02:03

1. 研究目的与意义

如今智能家居和智能设备等系统发展迅速。而移动机器人是目前发展卓有成效的一项成果。移动机器人可由多项功能组成,如感知、规划、决策和控制。移动机器人遍布各个领域:大到军用、医疗、生产,小到运输、家具。移动机器人的技术核心是指引路径的导航,所以路径规划是研究移动机器人的重要课题。

由于移动机器人规划技术的发展,应用的领域范围越来越大,各个规划技术趋向于结合应用来完成单个规划方法不能解决的规划问题。算法研究的基础上以期设计合理的算法,改善机器路径效率。

具体到仓储路径规划,在全局规划的基础上,譬如对已知地形和仓库空间面积的了解,更有针对性的运用局部路径规划,如可能出现的人员走动与货架变化,才能完成更有效率的规划部署。通过对两种规划和各种方法的研究,能优化算法,增加机器人的效率并且减少随机的错误。

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2. 研究内容与预期目标

1.通过对不同路径算法的查阅,分析,了解路径规划的背景和发展过程以及不同算法之间的异同。

2.在仓储环境下,动态条件较多,确立以局部规划遗传算法为主的研究思路,并以此开展算法学习研究,并用matlab进行算法模拟试验。

3.预期在实验中掌握遗传算法等思路,并实现在环境中成功模拟出机器人的行动路径。并加以总结完善。

3. 研究方法与步骤

1.通过文献分析法对数篇文章进行学习、理解,掌握路径规划的算法概念和具体分类,

2.采用理论分析法在此基础上理解总结,比较在课题环境中不同算法的区别,并选出在本次课题中使用的研究算法。

3.依据实验研究法,比较不同变量下数据的结果差异,并分析总结归纳。

4.通过模型检验法,检验算法结果是否为较优路径,能否模拟出真实环境下机器人的较优路径。

4. 参考文献

[1] 杨世团,于宝成,吴云韬. 动态仓储环境下的多机器人路径规划方法[A], 计算机应用与软件,2022,39(3).56-62

[2] 王志文,郭戈. 移动机器人导航技术现状与展望[J].机器人,2003,25(5):470-474

[3] 李磊,叶涛,等.移动机器人技术研究现状与未来[J].机器人,2002,24(5): 475-480.

[4] 陈尔奎,曹志强.移动机器人路径规划策略[A].南京理工大学学报,2005,29,14-17

[5] 陈辉,张燕,夏庆锋.移动机器人路径规划技术[J].兵工自动化,2018,37(04):65-68.

[6] 徐兆辉.移动机器人路径规划技术的现状与发展[J].科技创新与应用,2016(03):43.

[7] 崔瑾娟.移动机器人路径规划技术现状与展望[J].安阳师范学院学报,2013(02):54-56.

[8] 孔峰,陶金,谢超平,移动机器人路径规划技术研究[A],广西工学院学报,2009,20(4),70-74

[9]Journal.Expert Systems with ApplicationsVolume[J],State Key Laboratory of Robotics and Systems, 2021,183.

[10] Habib M K, Asama H. Efficient method to generate collision free path for autonomous mobile robot based on new free space structuring approach [J]. Proc. IEEE/RSJ IROS, 1991: 563-567.

5. 工作计划

1.2022-3-21~2022-3-27 完成开题报告和第一章背景部分,阅读文献,理清思路

2.2022-3-28~2022-4-17完成第二章理论部分

3.2022-4-17~2022-4-24 完成代码仿真试验部分,做出总结

4.2022-4-25~2022-4-30基本完成论文,查缺补漏,完成最后试验部分论文和总结

5.2022-5-1~2022-5-7 完成查重工作,修改完善,为答辩做准备

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