【摘 要】
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在如今高速发展的今天,借着人工智能的东风,机器人产业也同时迎来了大爆发时期。各类机器人不断涌现,从日常生活中的扫地机器人到快递行业的物流机器人再到消防机器人等特种机器人,机器人正越来越引起人们的注意,同时也正发挥着越来越重要的作用。本文主要针对移动机器人关键技术路径规划与跟踪控制进行研究,具体内容如下:首先,针对移动机器人的环境建图进行阐述,介绍了常用的几种地图搭建方法,本文选用的为栅格地图,分析
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在如今高速发展的今天,借着人工智能的东风,机器人产业也同时迎来了大爆发时期。各类机器人不断涌现,从日常生活中的扫地机器人到快递行业的物流机器人再到消防机器人等特种机器人,机器人正越来越引起人们的注意,同时也正发挥着越来越重要的作用。本文主要针对移动机器人关键技术路径规划与跟踪控制进行研究,具体内容如下:首先,针对移动机器人的环境建图进行阐述,介绍了常用的几种地图搭建方法,本文选用的为栅格地图,分析了栅格地图中的栅格化和障碍物处理的解决方法。并对移动机器人的坐标系和运动学分别进行了建模。其次,对基于RRT*算法的移动机器人全局路径规划进行研究。阐述了RRT算法和RRT*算法的基本原理和不足。针对RRT*算法随机性强,收敛速度慢等问题,提出了一种改进RRT*算法,通过引入多目标偏置采样和多约束椭圆采样策略对RRT*进行改进,并进一步引入3次B-样条插值对RRT*算法规划路径平滑度进行优化,并通过MATLAB仿真实验验证了改进算法的有效性。再次,对局部路径规划和跟踪控制进行了研究。针对全局路径规划在未知环境中的局限性,引入局部路径规划,并做了仿真验证。设计了基于模型预测控制的轨迹跟踪控制器,对移动机器人运动学模型线性化处理,将移动机器人运动学模型作为模型预测控制的预测模型,构造目标函数并施加约束,改善路径跟踪质量。最后,搭建基于移动机器人操作系统（ROS）的移动机器人平台,并在室内搭建适合的实验环境,分别针对路径规划和跟踪控制在不同场景下进行实体机器人实验,从实际运用的角度对算法再次进行了验证。
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