58、智能自主机器人的全局轨迹规划模拟研究

智能自主机器人的全局轨迹规划模拟研究

1. 引言

智能自主机器人（IAR）在全球环境中的导航是一项复杂且具有挑战性的任务。为了确保机器人能够高效、安全地到达目标位置，无碰撞最优轨迹规划是必不可少的一部分。本文将介绍一种基于进化算法的全局轨迹规划方法，该方法在模拟中展示了出色的鲁棒性和有效性。通过多个模拟案例，我们将验证所提出的算法在复杂环境中的性能。

2. 全局环境下的障碍物建模

在全局轨迹规划中，机器人需要在已知环境中从起点向目标移动，同时避开障碍物。为了简化问题，环境中的多边形障碍物被建模为圆形和椭圆形。具体步骤如下：

1. 圆形建模 ：根据可见性概念，多边形障碍物被表示为圆圈，使得任何点落在圆圈内部时，障碍约束变为正数。
2. 椭圆形建模 ：对于形状接近普通椭圆的多边形障碍物，使用椭圆进行建模。椭圆的长轴和短轴分别表示障碍物的长度和宽度。

表1：圆形和椭圆形障碍物的尺寸和位置坐标

障碍物编号	类型	半径/轴 [m]	中心 (Xc, yC)
OB1	圆形	半径 = 0.150	(0.30, 0.20)
OB2