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文档简介

移动机器人混合路径规划方法研究

摘要：移动机器人的路径规划是实现其自主导航和定位的重要技术。本文针对移动机器人应用场景多样,环境复杂等特点，研究了混合路径规划方法。该方法结合局部搜索和全局规划，以实现高效的路径规划及避障功能。实验结果表明，该混合路径规划方法具有较好的实用性和精确性。

关键词：移动机器人，路径规划，混合方法，避障，全局规划，局部搜索

1.引言

移动机器人已经广泛应用于仓储物流、智能家居、服务业等领域。路径规划是移动机器人实现自主导航和定位的关键技术之一。传统的路径规划方法如A*算法、D*算法等存在着局限性，无法应对复杂多变的环境。为了提高移动机器人的导航和规划能力，研究者们提出了混合路径规划方法。

2.混合路径规划方法的机理

混合路径规划方法综合了全局规划和局部搜索两种策略，以实现更高效的路径规划及避障功能。在实际应用中，移动机器人首先进行全局规划，确定目标点的大致路径。然后，机器人根据传感器获取的实时环境信息，在局部范围内进行搜索优化，以规避障碍物和寻找更短的路径。通过全局规划和局部搜索的结合，可以最大程度地提高路径规划的效率和准确性。

3.混合路径规划方法的关键技术

3.1全局规划

全局规划是混合路径规划方法的基础。在全局规划中，移动机器人通过地图生成算法，将环境抽象成网络图。然后，采用启发式搜索算法（如A*算法、D*算法等）进行路径规划。全局规划的主要目标是确定目标点的大致路径，为局部搜索提供初值。

3.2局部搜索

局部搜索是混合路径规划方法的关键环节。移动机器人利用传感器获取当前环境信息，包括障碍物的位置和形状等。根据这些信息，机器人在局部范围内进行搜索，以避开障碍物并找到更短的路径。常用的局部搜索算法有DWA（DynamicWindowApproach）算法、VFH（VectorFieldHistogram）算法等。

4.实验与结果

为验证混合路径规划方法的效果，我们设计了一系列实验。实验环境包括了各种复杂的场景，如狭窄走廊、多障碍物等。实验中，我们使用移动机器人进行路径规划，记录了机器人的行走路径和规划时间。实验结果表明，混合路径规划方法具有较好的实用性和精确性，能够快速、准确地规划机器人的导航路径。

5.结论

移动机器人混合路径规划方法是一种高效、准确的路径规划策略。该方法结合了全局规划和局部搜索两个策略，能够适应不同环境和问题的需求。实验结果表明，混合路径规划方法可以使移动机器人在复杂多变的环境下具备较好的导航和避障能力。然而，目前的混合路径规划方法还存在一些问题，如对动态环境的处理能力有限等，需要进一步深入研究和改进。总之，移动机器人混合路径规划方法在实际应用中具有广阔的发展前景。

综上所述，移动机器人混合路径规划方法是一种高效、准确的路径规划策略。该方法结合了全局规划和局部搜索两个策略，能够适应不同环境和问题的需求。实验结果表明，混合路径规划方法可以使机器人具备较好的导航和避障能力。然而，该方法还存在一些问题

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