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未知環境下基于約束點的移動機器人路徑規劃_許重陽
目前，環境已知情況下的路徑規劃理論已比較完善，環境未知情況下的局部規劃成為研究熱點。未知環境中移動機器人的路徑規劃在提高機器人避障能力前提下，盡可能的優化路徑。在未知環境的路徑規劃方法中，有啟發式方法和反應式方法等。前者代表是 A* 算法，通過修改 A* 算法的評價函數和搜索方向，可以較大提高 A* 算法的路徑規劃速度， 提高對復雜環境的自適應能力。后者不需要先驗環境信息，通過提取、識別和跟蹤環境中基本組成元素的信息，如石塊、斜坡等實現路徑規劃。單個路徑規劃方法有時不能很好解決某些規劃問題， 新發展趨勢是多種規劃方法相結合。本文將啟發式搜索策略和反應式定性避障策略結合來展開未知環境下路徑規劃方法的研究。 2 機器人的運動學模型本文所研究的移動機器人平臺為導向驅動輪式，后輪驅動， 前輪導向，傳感器置機器人前部。移動機器人平臺廣義坐標如圖 1 所示。以后輪軸線中點 M 為參考點建立機器人的運動模型。前后輪軸心 F 和 M 之間的距離為 h，F 和 M 的坐標分別為（xF，yF） 和（xM，yM），移動機器人的航向同坐標系 X 軸夾角為 θ，前輪（機器人）導向角為 Φ 。系統的廣義坐標向量為 q=［x， y， θ，Φ］ T 。假設移動機器人中軸線上的驅動速度為 vd，導向輪的旋轉角速度為 wg， 跟據圖 1 所示的幾何關系，得到機器人的運動學模型表達式為
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