Matlab单自主移动观测平台路径规划算法研究

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摘要移动观测平台具有较强的机动特性，在目标探测、战场侦察、监控与监视等领域有广泛的应用前景。本文讲述了单自主移动观测平台的路径规划算法研究，描述了以人工势场法和栅格法为例的典型路径规划算法和粒子群优化路径规划算法，详细叙述了这三种算法的起源、研究原理及应用方法，针对实际应用的问题分别列出了它们各自的优缺点，针对部分不足提出了一些改进方案，对其未来发展做了展望。最后借助Matlab软件进行了仿真测试。对比三种路径规划的仿真结果，证明这三种路径规划方法都有良好的可行性和有效性。59676

毕业论文关键词路径规划单自主移动观测平台人工势场法栅格法粒子群优化算法

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title Single autonomous mobile observation platform path planning algorithm research

Abstract

Mobile platform has strong mobility characteristics.It has broad application prospects in target detection, battlefield surveillance, monitoring and surveillance, and other fields.This article considers the problem of path planning algorithm of a single autonomous mobile observation platform. It describes a typical path planning algorithms, such as the artificial potential field method, the grid method, and particle swarm optimization path planning algorithm. It describes the origin, the principle and application of these three algorithms.Then it proposes the advantages and disadvantages of the three path planning algorithms and the corresponding improvement program of them. It also discusses the future of them. At the end of the article, the simulation results using Matlab are proposed. Comparing the simulation results of three kinds of path planning, it is shown that the three kinds of path planning methods have good feasibility and effectiveness.

Keywords Path planning; Single autonomous mobile observation platform; Artificial potential field method; Grid method; Particle swarm optimization algorithm (PSO)

1 绪论 1

1.1 课题研究背景及意义1

1.2 国内外研究现状2

1.3 课题研究内容及思路4

1.4 论文结构安排5

2 典型路径规划算法 5

2.1 概述 5

2.2 人工势场法 5

2.3 栅格法 7

2.4 本章小结10

3 粒子群优化算法(PSO算法) 10

3.1 PSO算法的起源10

3.2 PSO算法的原理11

3.3 PSO算法的流程13

3.4 PSO算法的参数14

3.5 PSO算法的缺陷及改进15

3.6 PSO算法的发展方向16

3.7 小结16

4 单自主移动观测平台基于PSO的路径规划算法 17

4.1 性能指标17

4.2 路径规划算法模型17

4.3 PSO路径规划算法步骤18

4.4 本章小结19

5 路径规划算法分析19

5.1 人工势场法路径规划仿真19

5.2 栅格法路径规划仿真21

5.3 基于PSO的路径规划仿真22

5.4 本章小结25

结论 26

致谢 27

参考文献28

1 绪论

当今社会飞速发展，机器人在人们的生活中逐渐显现身影。随着人类社会的进步，许多对人类来说比较艰难的任务将由机器人取代。在此基础上，机器人的智能控制就显得尤为重要。单自主移动观测平台是智能机器人的一种，要实现移动观测平台的智能控制，合理有效的路径规划则是其安全运行的前提。近年来，各种机器人路径规划方法不断出现，它们的特点、原理及规划效果各不相同，各有其优缺点，需要科研人员不断研究探索。本文主要描述了包括人工市场法和栅格法在内的典型路径规划算法，粒子群路径规划算法，并对其进行仿真分析。