MATLAB的A*算法和RRT算法机器人路径规划算法研究

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摘要机器人的路径规划技术是机器人学科中一个极其重要的研究领域, 同时也是人工智能以及机器人学的重要结合点。在近年来，发展十分的迅速, 目前的研究现状与 20 世纪80年代的研究初期相比, 无论是在研究的层次还是范围上都有了极大的发展和进步, 已经逐步形成了涵括理论、算法以及应用的多方位研究。本文主要研究机器人路径规划问题。论文主要介绍了机器人路径规划中的环境建模方法以及两种路径规划算法：A*算法和RRT算法，并且针对这两种算法的不足之处进行改进，还利用MATLAB软件对所设计的方法进行了仿真验证。47554

毕业论文关键词 RRT算法 A*算法机器人

毕业设计说明书外文摘要

Title Two kind of robot path planning algorithm research

Abstract The route planning mechanism of robots is a vital field of the subject of robotics as well as an important juncture between artificial intelligence and robotics. In recent years, amount of papers with regards to the route planning increases gradually, improving the research depth and scope to a great extend compared with those in 1980s. A developing system, including the theories, algorithms and applications of route planning is becoming increasingly mature.This paper mainly addresses the routes planning mechanisms of robots. The paper introduces the modeling methods of robots routes planning and two algorithms, A* and RRT, and their improvement. A simulation with MATLAB is also included in this paper.

Keywords RRT algorithm A* algorithm Robot

1 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 本课题国内外研究现状 1

1.3 论文的组织架构 1

2 机器人路径规划研究 3

2.1 路径规划问题简述 3

2.2 环境建模 4

2.3 常用路径规划算法 6

2.4 本章小结 13

3 改进RRT算法的研究 14

3.1 基本的RRT算法 14

3.2 RRT算法的优缺点 16

3.3 RRT算法的改进算法 16

3.4 本章小结 18

4 改进的A*算法研究 19

4.1 基本的A*算法 19

4.2 A*算法的优缺点 19

4.3 A*算法的改进 20

4.4 本章小结 21

结论 22

致谢 23

参考文献24

1 绪论

在本篇论文中，将着重的介绍机器人路径规划的算法，以及机器人的路径规划技术研究现状和主要研究内容。用较大的篇幅来介绍A*算法和RRT算法这两种比较常见的机器人路径规划算法[1]。同时应用MATLAB仿真软件，来对我们所设计的算法规则进行更深层次的仿真和验证。

1.1 研究背景

路径规划技术作为机器人研究应用领域的一项至关重要的技术，现在正被广泛的应用和研究，而路径规划算法又是该技术的关键之所在[2]。路径规划是指按照某种要求，在有障碍物存在的条件之下，为机器人提供一条无碰撞的最佳路线[3]。在自动化程度逐步提高的今天，机器人已经逐步的走进我们的日常生活之中，而机器人的路径规划又作为一项极其关键的技术手段，亟待我们去开发和扩展。机器人路径规划算法的研究正在逐步的升温，作为当代大学生的我们，了解和学习几种常见的机器人路径规划算法很有必要。