未知环境中移动机器人动态路径规划

来源 :天津工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liangjielin
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本文提出了一种简单而高效的改进动态规划算法--MDP(ModifiedDynamic Programming)算法,该算法可以在目标点和障碍物均可运动的实时环境下搜索最优路径。MDP算法不但可以工作在实时环境中,而且无需障碍物和目标点运动的先验信息。只要动态系统更新频率足够快,MDP总可以使机器人追踪到目标点。当目标点做某些特殊运动时,即使目标点运动速度大于机器人的追踪速度,MDP算法也可使机器人追踪到目标点。   MDP算法与很多机器人路径规划算法相同,机器人的运行环境是通过拓扑的栅格表示出来的。环境中的每个栅格点实时接收信息,而且只与其相邻的栅格点相关联。每个栅格点上存储的是此栅格点距离目标点的当前最短距离。每个栅格点上信息的更新是通过相邻栅格点实现的,也就是说,每个栅格点信息的更新不需要全局环境信息或者之前的历史信息,而被认为是一个独立的存储器。机器人的路径完全是由机器人当前所在栅格点的位置决定的。每个栅格点更新所需的计算时间非常小,可以忽略不计,因此MDP算法允许从目标点向外快速的传播距离信息。   在障碍物和目标点都不运动的静态环境中,MDP算法就是一个解决最短路径问题的DP算法,但是作为DP算法受到全局信息的限制。本文证明MDP算法只经过少量的迭代便收敛,每个栅格点上记录着道目标点的最小距离,而且证明MDP算法总是可以选择最优路径。本文通过一系列的仿真实验验证了MDP算法的有效性。
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