题　目

基于粒子群算法的移动机器人路径规划

学生姓名

班级

指导教师

题目类型

Ο科研课题   Ο硬件设计与调试 Ο软硬件结合设计与调试

Ο软件设计课题   Ο方案设计   Ο其他（                     ）

一、课题主要研究（设计）内容： 

本文讨论的机器人环境为静态全局环境已知，通过栅格法对已知环境进行抽象，建立机器人工作空间模型，并采用粒子群算法，模拟蚂蚁觅食行为，根据优化条件搜索出一条从指定起点到终点的最优或近似最优路径，即全局路径规划。机器人利用自身视觉传感器按照规划出的最优路径自动导航，无碰撞地移动到目标点。

   通过Matlab平台实施仿真实验，要求得到在环境地图已知的情况下，该算法能迅速规划出较优的全局路径，并且算法简单有效。与传统的搜索算法比较，它可以避免陷入过早收敛，能实现移动机器人在较短时间内搜索到最佳路径并规避障碍。

二、工作进度要求（分阶段提出具体时间要求）：

设计时间     设计内容

第一周     安排设计题目、明确设计内容

第二周     查阅设计资料、明确设计方案

第三周     根据粒子群算法对机器人路径进行规划

第四周     根据粒子群算法对机器人路径进行规划

第五周     根据粒子群算法对机器人路径进行规划

第六周     根据粒子群算法对机器人路径进行规划

第七周     粒子群算法建立数学模型

第八周     将粒子群算法引入到移动机器人的路径规划中

第九周     编写程序对其进行仿真实验，并分析实验结果

第十周     打印毕业设计说明书

 答辩

三、应查阅的主要参考文献：

[1]  李士勇,陈永强,李研.粒子群算法及其应用[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2008.18-21.

[2]  段海滨.粒子群算法原理及其应用[M].北京:科学出版社,2009.249.

[3]  朱明华,王霄,蔡兰.机器人路径规划方法的研究进展与趋势[J].机床与液压,2008(3):5-8.

[4]  李彩虹,张景元,李贻斌.基于模糊控制的移动机器人的路径规划[J].淄博学院学报(自然科学与工程版),2009,3(3):27-30.

[5]  庄晓东,孟庆春,殷波,等.动态环境中基于模糊概念的机器人路径搜索方法[J].机器人,2009,23(5):397-399,458.

[6]  禹建丽,成久洋之.线性再励的自适应变步长机器人神经网络路径规划算法[J].燕山大学学报,2002,26(3):258-260.

[7]  刘成良,张凯,付庄,等.神经网络在机器人运动控制中的应用研究[J].机械科学与技术（西安）,2003,22(2):226-228,331.

[8]  岳富占,崔平远,崔祜涛.基于改进粒子群算法的星球探测机器人路径规划技术[J].控制与决策,2008,21(12):1437-1438.

[9]  Tan Guanzheng,He Huan,Sloman A.Ant Colony System Algorithm for Real-time Globally Optimal Path Planning of Mobile Robots[J].Acta Automatica Sinica, 2007,33(3): 279-285.

[10]  单芳.基于改进粒子群算法的机器人路径规划研究[D].天津:天津财经大学,2008:21-26,39.

[11]  王鸿豪.基于粒子群算法的机器人路径规划及其在港口土的应用探讨[D].武汉:武汉理工大学,2007:48-50.

[12]  多里戈,施蒂茨勒.粒子群优化[M].张军,胡晓敏,罗旭耀,等.北京:清华大学出版社,2007.1-5.

[13]  胡小兵.粒子群优化原理、理论及其应用研究[D].重庆:重庆大学,2008:98-109.

[14]  刘亮.基于改进粒子群算法的移动机器人路径规划[D].武汉:武汉科技大学,2007:25-28,32-35.

[15]  谢园园,朱庆保.动态环境下基于粒子群算法的机器人路径规划[J].南京师范大学学报,2008,6(3):45,17.

[16]  包承龙.基于粒子群算法的移动捡球机器人的路径规划研究[D].上海:上海交通大学,2007:27-33.

[17]  夏桂梅,曾建潮.一种基于轮盘赌选择遗传算法的随机微粒群算法[J].计算机工程与科学,2007,29(6):52.

[18]  王俊峰.基于改进粒子群算法的机器人路径规划[D].南京:南京师范大学,2009:2-4,9-15.

四、毕业设计（论文）预期成果或结论性观点

 (1)对障碍物进行简化处理，对移动机器人的环境建模，建立移动机器人的全局路径规划仿真环境；

(2)通过标准粒子群算法和随机粒子群算法实现对移动机器人的路径进行规划仿真，并将两者的仿真结果进行比较和分析；

(3)通过粒子群算法对指标函数进行仿真并将该仿真结果与未引入路径平滑度前的仿真结果进行比较分析：

五、毕业设计（论文）完成提交方式（设计、作品照片、实物、模型、技术文档或论文、含有技术文档或论文的光盘等）

                                            指导教师：           

2091年2月22日

专业负责人审核意见：

                          审核人：             

                      2091 年2 月 24 日