提出了一种基于混沌优化算法的机器人路径规划方法,即混沌人工势场法,该方法能够在动态环境下实时、有效地产生避碰局部最优路径,避免了传统人工势场法容易陷入局部最优和在比较靠近的两个障碍物之间找不到通道的缺陷.仿真试验表明:提出的方法具有较强的路径规划能力,克服了传

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机器人 ×

文章编号 2 2 2

一种基于混沌优化算法的机器人路径规划方法

石鸿雁 孙昌志

沈阳工业大学电气工程系机器人电机研究所 辽宁沈阳

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摘 要 提出了一种基于混沌优化算法的机器人路径规划方法 即混沌人工势场法 该方法能够在动态环境下实时!有效地产生避碰局部最优路径 避免了传统人工势场法容易陷入局部最优和在比较靠近的两个障碍物之间找不到通道的缺陷 仿真试验表明 提出的方法具有较强的路径规划能力 克服了传统人工势场法的缺点 具有较强的实用性

关键词 混沌优化算法 人工势场法 局部最优 路径规划中图分类号 ×° 文献标识码

ΠατηΠλαννινγΜετηοδφορΡοβοτΒασεδονΧηαοτιχΟπτιμιζατιονΑλγοριτημ

≥ 2 ≥ ≤ 2

(ΡεσεαρχηΙνστιτυτεοφΕλεχτριχΜαχηινεφορΡοβοτσ,ΣχηοολοφΕλεχτριχαλΕνγινεερινγ,ΣηενψανγΥνι ερσιτψοφΤεχηνολογψ,Σηενψανγ ,Χηινα)

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≤ ° × √ √ ∏ √ √ ∏ √ × ∏ ∏ √ √ √

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1 引言(Ιντροδυχτιον)

人工势场法是动态环境下移动机器人路径规划最初是作为在线避障方法提出的 当机的常用方法

只能通过传感器感知环境器人事先没有环境信息

该方法具有避障能力 侧重于实时的时利用此方法

效率 但并不能保证到达目标点≈ 传统人工势场法≈ 实际上给出了由环境信息到决策的直接映射 它是路径规划的一个十分有用的工具 在机器人局它部避碰规划中较多地使用基于人工势场的方法 具有实时性在解决静态障碍物的局部避碰问题时

但当障碍物为运动障碍时 其好!比较实用等特点

会导致机器人的无效运动≈ 此外还效果并不理想

存在局部极小点!在距离近的障碍物 但机器人可以通过的 前面不能发现路径!在障碍物面前振荡≈ 的缺陷

针对上述存在的缺陷 人们在寻找没有局部极

小点的势场方面 做了很多有益的尝试 文献≈ 提出了基于导航的人工势场中关于局部最小恢复的虚拟障碍概念 它把基于势场的方法与虚拟障碍概念结合起来 在未知或非结构环境下去操纵柱形机器人 在具有凹障碍和凹形障碍 即使障碍是凸形的 但是几个凸形的障碍可以构成一个凹障碍 的环境下 有效地克服了局部极小等问题 由于人工势场法于是在保持其优被广泛地应用于机器人的导航中

点的同时 找到快速移动机器人的路径规划问题的文献≈ 提出了机器人实一个有效解是非常重要的

称为进化人工势场法 它把遗传时的路径规划方法

推导出具有可调参数的最算法与人工势场法结合

文献≈ 把人工势场法与模拟退火算法优势场函数

用于对移动机器人进行局部和全局的路径相结合

规划等等 在应用传统人工势场法对机器人进行路常常在凹障碍或凹形障碍运行中失败 为径规划时

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