57、智能自主机器人的局部轨迹规划模拟

智能自主机器人的局部轨迹规划模拟

1. 引言

智能自主机器人（IAR）在导航过程中，通常需要规划一条无碰撞的最优轨迹，以确保安全且高效地到达目标位置。在实际应用中，机器人可能会遇到多个障碍物，并需要访问一些中间位置（子目标）来完成特定任务。为了验证进化算法在局部轨迹规划中的有效性，本文通过两个模拟案例进行了详细研究。

2. 模拟背景

在模拟中，机器人需要从一个起始位置出发，访问若干个子目标，最终到达一个最终目标位置。机器人能够检测到当前位置附近以及当前目标方向上的多边形障碍物。为了实现这一目标，机器人将使用进化算法来规划一条最优轨迹。进化算法通过生成多个候选轨迹，并通过适应度函数评估这些轨迹的优劣，最终选择最优的无碰撞路径。

3. 模拟案例一

3.1 案例一的参数设置

案例一的参数设置如表 8.3 所示，机器人从起始位置 S 出发，依次访问子目标 A、B、C，最终到达目标位置 G。每个阶段的参数设置如下：

起始位置	目标位置	[θ₁, θ₂]	[N₁, N₂]	Pim = Pdm
S(0.00,0.00)	A(0.60, 0.30)	[0, π]	[18, 36]	0.0555