基于动态人工势场的路径规划研究与应用的开题报告一、选题背景与意义随着现代制造业的发展和智能化进程的不断加快，在工业自动化领域中，自动导航机器人已经成为一种不可或缺的系统。在自动导航机器人的控制系统中，路径规划是其中至关重要的一环。其作用是为机器人提供一个可行的路径，使其能够在避免障碍物和优化运动路径的基础上达到指定的终点。当前，路径规划方法包括启发式算法、图搜索算法等，完全避免机器人与障碍物的碰撞并实现避障成为了路径规划的最基本要求。然而，对于动态环境下的路径规划，这二者所表现出来的性能却出现了明显的限制。针对这一问题，本文基于动态人工势场理论，提出了一种新的路径规划方法，并利用该方法设计并实现了机器人的自主避障控制系统。该方法在实现机器人自主避障的同时，有效克服了传统方法在动态环境下的路径规划局限。二、研究内容和技术路线（一）研究内容1.动态人工势场理论的基本原理分析2.基于动态人工势场的路径规划方法研究与设计3.开发自主避障机器人控制系统（二）技术路线1.确定自主避障机器人的基本框架，包括硬件和软件系统组成。2.探究动态人工势场的基本算法，分析其原理，建立相应的数学模型。3.实现基于动态人工势场的路径规划算法，原理上通过多次迭代计算，使机器人尽可能的靠近终点的路径，同时避开障碍物。4.构建自主避障机器人控制系统，利用传感器实时监测周围环境，实现机器人的自主避障。同时，通过数据传输和计算机后台处理，实现路径规划和目标控制。三、研究预期目标1.设计并实现一种基于动态人工势场的路径规划方法，有效克服了传统方法在动态环境下的局限性。2.开发一款自主避障机器人控制系统，能在现实场景下应用并展现出很好的性能表现。3.验证该方法的可行性和有效性，为后续工业自动化领域中的自主避障机器人的研制开拓新的思路，并为实际应用场景提供支撑。四、预计研究产出1.基于动态人工势场的路径规划技术文献综述2.基于动态人工势场的路径规划方法的设计与实现3.自主避障机器人控制系统设计与实现4.实验结果和分析五、研究计划安排本研究总计使用12个月时间，初步安排如下：1.第1-2个月：阅读大量文献和相关资料，整理动态人工势场理论和路径规划方面的研究现状和进展，并确定研究的具体方向和方法。2.第3-5个月：探究基于动态人工势场的路径规划算法，建立相应的数学模型，并完成算法设计。3.第6-8个月：开发自主避障机器人控制系统，进行硬件系统的设计和实现。4.第9-10个月：实现基于动态人工势场的路径规划算法，利用计算机编程语言完成路径规划算法的实现。5.第11-12个月：进行测试和总结，分析实验数据并撰写论文。六、论文组成部分1.摘要2.绪论（1）选题背景（2）研究目的和意义（3）国内外研究现状和进展（4）研究内容和技术路线（5）研究预期目标和研究价值3.动态人工势场和路径规划方法分析（1）动态人工势场（2）路径规划方法分析4.基于动态人工势场的路径规划方法（1）算法设计（2）数学模型5.自主避障机器人控制系统（1）硬件系统设计（2）软件系统设计6.实验结果分析7.总结与展望参考文献