基于限定Delaunay三角剖分的移動機(jī)器人路徑規(guī)劃的開題報告

基于限定Delaunay三角剖分的移動機(jī)器人路徑規(guī)劃的開題報告一、研究背景及意義移動機(jī)器人路徑規(guī)劃是機(jī)器人領(lǐng)域的一個重要研究方向。在現(xiàn)代自動化產(chǎn)業(yè)中，移動機(jī)器人的運(yùn)動軌跡需要進(jìn)行規(guī)劃，以滿足不同的任務(wù)需求。由于機(jī)器人具有高效、準(zhǔn)確、安全的特點(diǎn)，因此已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，如制造業(yè)、醫(yī)療、航天和軍事等。在移動機(jī)器人路徑規(guī)劃中，Delaunay三角剖分算法被廣泛應(yīng)用于環(huán)境模型的構(gòu)建，以保證在路徑規(guī)劃中的合理性。在傳統(tǒng)的Delaunay三角剖分算法中，只能保證連通性和可行性，無法保證路徑的優(yōu)化性。而基于限定Delaunay三角剖分的路徑規(guī)劃方法可以實(shí)現(xiàn)路徑的優(yōu)化性，因此具有更好的適應(yīng)性和可行性。因此，本研究擬探討基于限定Delaunay三角剖分的移動機(jī)器人路徑規(guī)劃算法，以提高路徑規(guī)劃的優(yōu)化性和效率，更好地滿足現(xiàn)代自動化產(chǎn)業(yè)中的移動機(jī)器人路徑規(guī)劃要求。二、研究內(nèi)容及技術(shù)路線1.基于限定Delaunay三角剖分的路徑規(guī)劃理論研究通過對現(xiàn)有限定Delaunay三角剖分算法進(jìn)行分析和比較，結(jié)合路徑規(guī)劃的需求，制定基于限定Delaunay三角剖分的路徑規(guī)劃理論。2.環(huán)境模型構(gòu)建使用激光掃描儀獲取實(shí)時環(huán)境數(shù)據(jù)，以點(diǎn)云的形式存儲。將點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行Delaunay三角剖分，并根據(jù)路徑規(guī)劃需求對構(gòu)建的Delaunay三角剖分進(jìn)行限定，以保證路徑的優(yōu)化性。3.路徑規(guī)劃算法設(shè)計與實(shí)現(xiàn)基于限定Delaunay三角剖分的路徑規(guī)劃算法需要考慮以下問題：起點(diǎn)、終點(diǎn)的確定、障礙物的考慮、路徑的優(yōu)化，迭代次數(shù)和控制規(guī)劃的精度等問題。設(shè)計并實(shí)現(xiàn)基于有限狀態(tài)機(jī)的路徑搜索算法，并結(jié)合機(jī)器人動態(tài)運(yùn)動模型，實(shí)時更新路徑。4.仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證在Matlab和ROS環(huán)境下進(jìn)行仿真驗(yàn)證，使用移動機(jī)器人作為目標(biāo)對象，測試基于限定Delaunay三角剖分的路徑規(guī)劃算法的優(yōu)化性、效率和可行性等方面的指標(biāo)。根據(jù)仿真結(jié)果，檢測算法能力的優(yōu)劣，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。三、預(yù)期研究成果本研究擬完成基于限定Delaunay三角剖分的移動機(jī)器人路徑規(guī)劃算法的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)，包括理論研究、環(huán)境模型構(gòu)建、路徑規(guī)劃算法設(shè)計與實(shí)現(xiàn)、仿真測試與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。同時，預(yù)計通過本研究，可以實(shí)現(xiàn)以下方面的預(yù)期研究成果：1.提出一種基于限定Delaunay三角剖分的移動機(jī)器人路徑規(guī)劃算法，以優(yōu)化和提高路徑規(guī)劃的效率和可行性。2.構(gòu)建適應(yīng)于基于限定Delaunay三角剖分的路徑規(guī)劃環(huán)境模型，提高機(jī)器人的路徑規(guī)劃精度和準(zhǔn)確性。3.通過仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，檢驗(yàn)基于限定Delaunay三角剖分的路徑規(guī)劃算法的準(zhǔn)確性、效率和可行性。四、研究計劃及時間安排本研究計劃周期為18個月，初步計劃如下：第一年：1.第1-3個月：對基于限定Delaunay三角剖分的路徑規(guī)劃理論進(jìn)行研究與分析，整理相關(guān)文獻(xiàn)資料。2.第4-6個月：完成基于限定Delaunay三角剖分的路徑規(guī)劃算法設(shè)計和環(huán)境模型構(gòu)建。3.第7-12個月：根據(jù)設(shè)計和構(gòu)建的算法和模型，完成基于限定Delaunay三角剖分的路徑規(guī)劃算法的實(shí)現(xiàn)和測試。第二年：1.第13-15個月：基于實(shí)驗(yàn)和測試結(jié)果，對算法進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，同時進(jìn)行仿真測試。2.第16個月：進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，檢查算法實(shí)際運(yùn)行效果。3.第17-18個月：整理研究結(jié)果和文獻(xiàn)，編寫論文，撰寫成果報告。五、參考文獻(xiàn)1.Shahabi,Cyrus,etal.Efficientparallelimplementationofthedelaunaytriangulationconstructionandgraphlayoutalgorithmsusingshared-memoryparallelmachines.InternationalJournalofComputationalGeometry&Applications,vol.8,no.02n03,1998,pp.247-274.2.Br?nnimann,Herve?,andMarkdeBerg.Halfspacerangereportinginhighdimensions.Discrete&ComputationalGeometry,vol.18,no.3,1997,pp.265-283.3.Chen,Patrick,etal.Computingclosest-pointvoronoidiagrams.InternationalJournalofComputationalGeometry&Applications,vol.5,no.03&04,1995,pp.303-328.4.Dijk,Elmarvan,andMarkH.Overmars.PlanargeneralizedVoronoidiagrams.Discrete&ComputationalGeometry,vol.10,no.2,1993,pp.193-218.5.Rodriguez-Ramos,LuisFernando,