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基于人工势场与细胞自动机的移动机器人路径规划算法
  • ISSN号:1674-6864
  • 期刊名称:北京信息科技大学学报(自然科学版)
  • 时间:2014.10.15
  • 页码:8-13+22
  • 分类:TP24[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]北京信息科技大学自动化学院,北京100192
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(11172047); 北京市属高等学校人才强教深化计划资助项目(PHR201106131)
  • 相关项目:双足机器人行走稳定性与脉冲控制研究
中文摘要:

提出了一种基于细胞自动机(Cellular Automata,CA)和人工势场的全向移动机器人路径规划算法,并通过一个4层的细胞自动机模型实现了该算法。通过构造扩张的障碍占位网格地图可在规划算法中将机器人简化为一个点,然后通过建立数值化的障碍人工势场图来考虑障碍物的局部影响,并使用CA模型得到距离传播图,最后通过搜索势场超曲面的最小值获得从起始点到目标点的最优无碰撞路径。仿真结果表明,提出的算法可以获得最优无碰撞路径,最优路径足够光滑且与障碍有较大的安全距离,便于全向移动机器人跟踪。

英文摘要:

A path-planning algorithm for an omnidirectional mobile robot is presented based on Cellular Automata(CA) and artificial potential field, and the algorithm has been implemented by a 4-layer cellular automata model. First, an expanded occupancy grid map is constructed so that the mobile robot can be simplified as a point in the planning algorithm. Second, a digital obstacles artificial potential field map is obtained to include the local influence of the obstacles. Then, a distance propagation map is generated by a CA model. Finally, the optimal collision-free path from starting point to goal is extracted by following the minimum valley of the potential hypersurface. The simulation results show that the optimal collision-free paths can be found by the proposed algorithm. The optimal paths are smooth enough and have larger safety distance from the obstacles. So the optimal paths are convenient to track by an omnidirectional mobile robot.

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期刊信息
  • 《北京信息科技大学学报:自然科学版》
  • 主管单位:国家机械工业局
  • 主办单位:北京机械工业学院
  • 主编:康劲
  • 地址:北京海淀区清河小营
  • 邮编:100192
  • 邮箱:bistxb@bistu.edu.cn
  • 电话:010-62939132
  • 国际标准刊号:ISSN:1674-6864
  • 国内统一刊号:ISSN:11-5866/N
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  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 美国剑桥科学文摘
  • 被引量:826