机器人作业任务规划研究-控制理论与控制工程专业论文.docxVIP

西南科技大学硕士研究生学位论文摘 西南科技大学硕士研究生学位论文 摘 要 在机器人作业任务中，工作效率和质量是衡量机器人性能的重要指标。 机器人作业任务包括机器人移动到目标和机器人手臂执行任务的过程。本文 对机器人作业任务规划主要研究机器人手臂作业的时间最优轨迹规划和移 动机器人路径规划与任务分配，使机器人安全并高效率完成作业。 首先，本文对机器人轨迹规划和路径规划的研究成果进行了论述。概述 了机器人运动学以及机器人手臂在关节空间与笛卡尔空间的轨迹规划，并以 旋转串联关节型机器人对部分规划仿真并分析。 第二，分析B样条曲线和遗传算法优化方法特点，提出了基于遗传算法 的时间最短B样条轨迹优化，对比了遗传算法的几种算子组合优化，实现了 机器人时间最优轨迹规划。 第三，提出了五阶多项式与B样条曲线混合插值的优化方法，解决了起 始点与终点加速与减速问题。并在关节空间对旋转串联关节型机器人轨迹进 行了优化计算。 最后，研究了Voronoi图法的环境构图和A水算法寻优原理，提出了基于 Voronoi图法与A，-c算法的全局路径规划，该模型考虑机器人移动中安全性和 转弯影响，对地图障碍物处理，并优化GVG图交汇点，根据移动机器人运 动控制等特点构造A水算法评价函数，找出相对最优路径。此外，采用博弈 论对多机器人任务分配。 本文采用MATLAB编写算法实现机器人时间最优轨迹规划仿真计算， 得到优化结果。另外，采用VC++6．0和OpenGL编写实现机器人路径规划仿 真找到相对最优路径和多机器人任务分配。 关键词：机器人任务规划 B样条 Voronoi图 博弈论 西南科技大学硕士研究生学位论文 西南科技大学硕士研究生学位论文 第1I页 Abstrac Work efficiency and quality is an important indicator to measure robot performanee in robot tasks．The process of robotics tasks include the robot move to the target and the robot arm to perform the task process．Robot operations mission planning between the time optimal trajectory planning of robotic arm operations，mobile robot path planning and task allocation make robot safety and high efficiency to complete the job in this paper． Firstly，the research results of the robot traj ectory planning and path planning are discussed in this paper．Overview of robot kinematics as well as the robot arm in j oint space and Cartesian space traj ectory planning，and the part of the rotating series of articulated robot trajectory planning was simulated and analysed． Secondly，Analysis of B—spline curves and genetic algorithms to optimize the method of characteristics，the based on genetic algorithm of the shortest B．spline track optimization was proposed，compared of the several genetic algorithm operators combinatorial optimization achieve robot time optimal trajectory planning． Thirdly，proposed of the fifth-order polynomial with B。spline curve mixed interpolation optimization method solve the starting point and the end of point acceleration and deceleration，and rotat