1.2   移动机器人的路径规划与智能跟踪控制的发展过程及现状    2
1.2.1   移动机器人路径规划的发展过程及现状  .  2
1.2.2   移动机器人智能跟踪控制的发展过程及现状  .  4
1.3   本课题主要研究工作    4
2   路径规划算法设计与实现  .  6
2.1   传统路径规划算法介绍    6
2.1.1   人工势场法介绍  .  6
2.1.2   栅格地图法介绍  .  7
2.2   基于人工势场思想的栅格地图路径规划算法    8
2.2.1   基于人工势场思想的栅格地图路径规划算法特点  .  8
2.2.2   基于人工势场思想的栅格地图路径规划算法与路径生成  .  9
2.2.3   特殊障碍区域的完形处理  .  12
2.3   路径队列优化    13
2.3.1   关键路径点队列优化  .  14
2.3.2   栅格路径关键转折点的现实优化  .  15
2.4   基于人工势场思想的栅格地图路径规划算法实现    18
2.5   本章小结    19
3   智能移动机器人硬件设计  .  20
3.1   主要执行硬件简介    21
3.1.1   步进电机  .  21
3.1.2   步进电机驱动原理  .  22
3.1.3   步进电机驱动器  .  23
3.1.4   光电编码器  .  24
3.2   硬件整合    25
3.3   小结总结    26
4   移动机器人路径跟踪（位姿镇定）模糊控制器  .  27
4.1   位姿镇定控制器    27
4.1.1   位姿镇定模型建立  .  27
4.1.2   位姿镇定控制器设计  .  30
4.1.3   路径跟踪应用分析及模糊位姿镇定控制系统设计  .  31
4.2   位姿镇定控制器实际应用    35
4.3   小结总结    37
5   结论及展望  .  38
5.1   全文总结    38
5.2   展望  38
致   谢   39
参考文献.  40
 1  绪论
1.1智能移动机器人的路径规划与跟踪控制研究的意义
智能移动机器人，是一个集成了计算机视觉、复合传感器、硬件驱动、过程
控制、自动控制原理与人工智能等多个领域的基础知识与最新研究成果，使得智
能移动机器人具有环境感知、动态决策与规划、控制与执行等整合而成的综合系
统。是机电一体化领域中最高成就的代表之一，也被称为当前科技发展尖端领域
之一。
移动机器人的研究始于 60  年代末期，斯坦福研究院(SRI)的 Nils Nilssen  和
Charles Rosen  等人，在1966 年至1972  年中研发出了取名 Shakey的自主移动机
器人，目的是研究应用人工智能技术，在复杂环境下机器人系统的自主推理、规
划和控制[10]
。
随着机器人性能不断地完善，移动机器人的应用范围大为扩展，不仅在工业、
农业、医疗、服务等行业中得到广泛的应用，而且在城市安全、国防和空间探测
领域等有害与危险场合得到很好的应用[6]
。因此，移动机器人技术是各国科技发
展过程中备受关注的技术。
如何使得机器人能够完成上述工作，就需要对其行动路径与各个自由度下的 移动机器人的路径规划与智能跟踪控制(2):http://www.751com.cn/jixie/lunwen_18154.html