機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)系列：規(guī)劃與導(dǎo)航

　　概覽

　　自主移動(dòng)機(jī)器人的規(guī)劃與導(dǎo)航包括利用有目的的抉擇制定和執(zhí)行來(lái)使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最高級(jí)的目標(biāo)。機(jī)器人是否勝任導(dǎo)航的能力必須通過(guò)兩個(gè)技能來(lái)證明：路徑規(guī)劃和避障。

　　目錄

　　1. 路徑規(guī)劃

　　2. 避障

　　3. 在中LabVIEW使用算法

　　路徑規(guī)劃

　　給定地圖和目的地情況下的路徑規(guī)劃指的是機(jī)器人通過(guò)軌跡識(shí)別行進(jìn)至目的地的能力。路徑規(guī)劃是至關(guān)重要的問(wèn)題解決能力，因?yàn)闄C(jī)器人必須有能力決定在到達(dá)目的地前的路程中如何行進(jìn)。

　　路徑規(guī)劃可分為兩部分：表達(dá)與算法。路徑規(guī)劃人員首先將機(jī)器人環(huán)境轉(zhuǎn)化為適合路徑規(guī)劃的形式。一些常用的技術(shù)包括廣義的 Voronoi圖、規(guī)則網(wǎng)格和四叉樹(shù)。路徑規(guī)劃算法通?？捎糜趲缀跛信渲每臻g的表達(dá)，雖然某些方法會(huì)更適合特定表達(dá)。圖1展示了LabVIEW中繪制的 Voronoi圖。

　　圖1. LabVIEW中的Voronoi圖

　　由于多數(shù)表達(dá)可轉(zhuǎn)換為圖表，初始節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的路徑可通過(guò)圖搜索算法來(lái)計(jì)算。圖搜索算法被計(jì)算機(jī)科學(xué)充分理解，然 而，許多算法要求程序訪問(wèn)圖上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)，以此來(lái)決定初始節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)間的最短路徑。對(duì)于松連通圖來(lái)說(shuō)，訪問(wèn)每個(gè)節(jié)點(diǎn)是容易計(jì)算的，如Voronoi 圖;但對(duì)于緊連通圖來(lái)說(shuō)計(jì)算開(kāi)銷迅速變大，如規(guī)則網(wǎng)格圖。