路徑規劃精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇路徑規劃范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

我們知道，課題研究是一個假設與驗證的過程，教科研課題研究的質量，需要在明確研究內容的前提下，設計出切實可行的研究過程，才能開展有一定深度的研究活動。筆者結合自身實踐，對課題研究過程設計的問題談兩點思考。

一、哪些內容是課題研究過程設計時需要考慮的？

所謂課題研究過程，是指為完成課題研究工作而經歷的程序、階段。課題研究的過程設計，也就是指研究者根據一定的研究內容和研究目標，對課題研究活動作出安排的預設程序。它是課題研究方案的重要組成部分，既是對研究內容、研究階段、研究方法、研究成員等諸多要素進行分析與思考的結果，更是一個根據研究假設調動各類資源進行實踐的過程。

研究內容往往是課題研究過程設計的基本依據。不同的內容，其研究程序也是有所區別的。如課題“小學生家庭作業習慣調查及對策研究”，其研究程序一般先要有相應的現狀調查，然后根據調查了解到的問題設計針對性的策略，再通過實踐嘗試，檢驗預設的策略是否有效解決了相應的問題，最后分析提煉相應的對策。又如“小學語文‘特色作業’設計研究”這個課題，在過程設計時則首先要對“特色作業”作一定的思考，分析其具備的特征，然后再進行相關設計、應用實踐、分析提煉等。

研究階段則是課題研究過程設計的重要內容，它首先涉及一個課題通過幾個階段的研究完成研究任務的問題，其次則需要考慮對具體的研究工作有大致時間上的確定。如上面提到的“小學生家庭作業習慣調查及對策研究”這一課題，一般分為現狀調查、問題分析、對策思考、實踐嘗試、效果分析等階段，且每前一階段研究活動都是后一階段研究活動的基礎，后一階段研究活動則是前一階段研究活動的延續。

這里的研究方法不僅指嚴格意義上的研究方法，如調查法、觀察法等，還包括在研究活動中采用的一些具體的操作策略，如問題設計、教學實踐等。研究方法設計同樣是研究過程設計中的一個重要組成部分。

研究過程設計除了受到以上三個方面的基本要素影響之外，其實有時也會受制于某個課題研究成員的影響。如有的課題涉及的部門較多，牽涉的人員也就比較多，此時，在研究過程設計中，需要對相關成員的任務作出相應的分配，目的是保證在研究活動具體展開時能夠作出及時有效的協調。

二、怎樣的過程設計才能保證課題研究工作的順利進行？

從一個課題來看，其研究過程的設計一般可以從行動路徑和研究策略兩個方面來體現。其中行動路徑是大方向，是對課題研究工作的整體把握;研究策略則是具體研究活動中的操作方法的總和。

（一）規劃課題研究行動路徑，細化各項研究任務

課題研究的行動路徑是課題研究整體推進的重要基礎，它是一個課題順利開展研究工作的保障。行動路徑一般包括三方面的內容：研究階段及其說明、內容選擇及其說明以及環節設計及其說明?？捎脠D表的方式加以呈現，并配以一定的文字作解釋。如《區域實施“綠色評價”的實踐與研究》，將課題研究的行動路徑作了如下表述：

在以上圖例表述研究的行動路徑基礎上，又作了簡要的說明：“理論學習，內涵理解”階段，主要是通過學習國家、省、市的相關文件精神，切實把握中小學教育質量綜合評價改革的核心思想，深入理解評價理念及內容的變化，明確教育評價改革的方向，為本區實施“綠色評價”奠定基礎;“多部門聯動，整體推進”階段，結合各部門本身的職能，在基于綜合素養評價理念背景下，實踐教育質量綜合評價過程，推進課題研究的深入;“梳理成果，總結推廣”階段，主要在策略性成果和對象性成果方面作較為完善的分析與提煉。

在以上的“行動路徑”中，我們很明顯地看出本課題研究分為三個階段進行，且每個階段的研究主體與研究任務都比較明確。因為有了清晰明確的“行動路徑”設計，不但對整體課題的研究工作作出了整體規劃，同時還有相應研究內容的分工與階段性推進的計劃，顯然有利于課題研究人員在不同的研究階段，落實好研究工作，而且還能對研究工作作出即時的反思與調整。

（二）想明白各個環節的研究方式，具化研究活動中的操作策略

課題研究過程的設計中，還有一塊相當重要的內容，便是針對具體的研究內容與研究活動作出的策略設計、方法選擇以及環節預設。這是課題研究過程中最為具體的工作，一般需要基于相應的研究內容進行思考與設計。

如我區有一位教師在研究“運用幾何直觀培養小學生解決問題能力的實踐研究”這一課題時，針對“培養小學生運用幾何直觀解決問題能力”這樣一個研究內容，提出了“數形結合，以數化形”“強調直觀，以形析文”和“重視圖例，突出關系” 這三種策略。并在每一種策略的具體闡述中，又通過一張流程圖來表達策略的操作過程。

第一步是化境為數，經歷從實際情境中抽象出數的過程，體驗抽象。第二步是以數化形，經歷將數轉化成多種形的過程，體驗演繹。第三步將形歸數，經歷多形中發現共同點的過程，體驗歸納。三步流程使學生經歷數（式）與形轉化的過程，積累數形結合的基本活動經驗，奠定運用幾何直觀解決問題的能力基礎。以上研究策略設計，內容明確，路徑清晰，有很強的可操作性，顯然為后續研究活動的順利開展奠定了扎實的基礎。

又如一位幼兒教師在研究課題“幼兒園‘五樂游戲’活動的設計研究”時，提出了“樂運動、樂表達、樂交往、樂探究、樂表現”等五樂游戲后，于每一種游戲活動的研究中，設計了相當具體的操作策略――支架。如在“講述類”游戲研究時，設計了如下的一個支架：

有了相應的支架，研究者也就有了具體的實踐操作依據，后續研究實踐活動也就有了“落地”的保證。

通過以上分析，我們也不難發現，課題研究的具體研究活動操作策略設計體現出了三方面的特點：一是具體，盡可能的細化;二是有針對性，即與研究內容相匹配;三是可操作，即能夠在后續研究中直接可以運用。當然，研究策略并不是一般的操作流程或細節，而是具有一定結構的操作方法。表達在文本中時，需作一定的理論思辨，并有適度的提煉和結構化。

篇(2)

【關鍵詞】路徑規劃；自適應；智能搬運

【Abstract】Intelligent transportation has a very wide range of applications in modern industry. Inproving route planning algorithm is one of the important ways to increase the efficiency of intelligent transportation. Based on Intelligent Transportation Project in China Robocup competition，an adaptive route planning algorithm is designed. The proposed algorithm can be applied to the intelligent classification of garbage and the automation of logistics. Compare with the exist algorithms， it can change the route and destination before the start of transportation.

【Key words】Route Planning； Adaptive； Intelligent Transportation

0 引言

智能搬運機器人主要指按設定的路線，或者使用視覺、磁線、激光導航的自動行駛的機器人。智能搬運機器人是一種自動導向車（Automated Guided Vehicle，簡稱AGV）[1]， 也稱自動導向搬運車、自動引導搬運車。隨著AGV的性能逐漸提高，智能搬運機器人被廣泛用于工業、農業、醫學、國防等領域[2]。路徑規劃是提高智能搬運機器人性能的一個重要方向[3]。

路徑規劃指的是根據既定的標準，如何規劃一條從起始點到終點的最優路徑[4]。根據環境信息的知情情況，路線規劃又分為局部路徑規劃和全局路徑規劃[5-6]。本文討論的路線規劃以中國機器人大賽中的智能搬運項目為藍本，利用顏色識別技術設計了一個自適應的路徑規劃算法，它可以應用于工業自動化過程中自動化物流、垃圾智能分類等領域。

1 可適應的路徑規劃算法

在描述本文提出的可適應的路徑規劃算法之前，首先介紹機器人大賽智能搬運項目的比賽規則，在1.2節將介紹根據算法設計的機器人。

1.1 路徑規劃規則

圖1所示為中國機器人大賽智能搬運項目中的使用的場地圖。圖中黑字A、B、C、D、E、F、G為待搬運的色塊所在地，其中A、B、C、D、E可隨機放置3-5個色塊，F和G點每點可隨機放置不超過5個色塊。O點所在為起點及終點，圖中a、b、c、d、e為目標所在地，機器人要識別待搬運色塊的顏色，并搬運到相應的顏色目標所在地，機器人的路徑除點a、b、c、d、e外只能為圖中黑色的線條。根據要求，設計的機器人必須有顏色識別、路徑識別存儲等功能。色塊共用5種顏色：綠色、白色、紅色、黑色、藍色。本文假設圖中目標點a、b、c、d、e 的顏色在搬運前是可以隨機調整的，但搬運過程中是固定的，這種假設與生活中的情形比較相符?，F有比賽中用到的算法都是固定了目標點的顏色、每個夾角的度數和每段路徑的長度，應用性低，因此本文提出自適應的路徑規劃算法。

1.2 智能搬運機器人設計

本文設計的智能搬運機器人包括如下幾個模塊：（1）路徑檢測；（2）轉向控制；（3）電機驅動；（4）車速檢測；（5）電源管理；（6）物體檢測（7）物體抓取；（8）路徑規劃。主控制器是51單片機，它負責接收賽道數據、賽車速度等反饋信息，并對這些信息進行恰當的處理，形成合適的控制量來對舵機與驅動電機進行控制，采用紅外傳感器控制小車沿著預設的軌道黑線及時調整車身姿態，使之準確、快速地跑完全程，采用四驅差速來進行原地轉向與前進，使用穩壓芯片7805穩定電壓，用顏色傳感器準確識別要抓取物塊的顏色，超聲波傳感器定位需抓取物塊，測算出距離出來以便接下來準確的搬運至目的地。實現這些功能共包含電機模塊，超聲波模塊，顏色傳感器模塊，紅外模塊，伺服電機抓手模塊，電源穩壓模塊。智能車的設計主要體現在電路板和機械結構上面，車的前部攜帶著超聲波探頭，與顏色傳感器，用于識別物體，在顏色傳感器與超聲波探頭下面是紅外模塊用來循跡，來到車身是雙層的結構，在上層前端固定著有三個伺服電機控制的抓手，上層的中間是紅外驅動模塊，車的尾部則是放置電池及電源模塊，由一根銅柱支撐著51的最小系統外加電機驅動的模塊。而車的下層則是裝載著四個電機驅動四個輪子。

本文設計的智能搬運機器人在行駛過程中通過不斷地向地面發射紅外光來進行路徑檢測，當紅外光可遇到白色地面時發生漫發射，反射光被裝在小車上的接收管接收；如果遇到黑線則紅外光被吸收，則小車上的接收管接收不到信號，再通過比較器來采集高低電平，從而實現信號的檢測，最終形成路徑。

1.3 自適應的路徑規劃算法

所謂的自適應指的是沒有完全掌握整個搬運路徑，包括目標點a、b、c、d、e的顏色、兩點間距離，弧線間角度等，這樣，機器人在搬運前必須遍歷路徑并記錄下來。a、b、c、d、e的顏色可在搬運前任意更改，在搬運當中目標顏色不變，每次搬運前機器人都需要自己檢測目標點的眼神。為方便描述，假設E和F并無任何塊。算法令1代表綠色，2代表白色，3代表紅色，4代表黑色，5代表藍色，用數字來記錄顏色，這樣如果算法涉及加權，例如aA是一段斜坡，則預算aA可能更花費時間。算法首先要判斷障礙色塊及目標點a、b、c、d、e的顏色。

該算法如下：

如果點E、F也存在色塊，算法類似。算法可以加入權值。

2 結論

本文針對中國機器人大賽智能搬運項目的路徑規劃算法進行改進，提出自適應的智能路徑規劃算法，同時開發上位機軟件和搬運部件接口。經實驗證明，該算法有效可靠，有較高的效率。

【參考文獻】

[1]陳書光.機器人路徑規劃算法探討[J].商，2012（15）.

[2]寧志剛.一種高效的機器人路徑規劃算法[J].科技致富向導，2011（18）.

[3]周嶸，張志翔，翟曉暉，閔慧芹，孔慶杰.機器人室內路徑規劃算法的實用性研究[J].機械與電子，2016（8）.

[4]戶碩.搬運機器人的設計與制作[J].煤礦機械，2015（08）.

篇(3)

關鍵詞：物流系統；智能化；車輛路徑；規劃

中圖分類號：P208 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 （2013） 02-0000-02

1 概述

物流產業隨著基礎工業的不斷壯大及消費市場的蓬勃發展而快速興起。而中國的物流企業不論從技術裝備還是管理水平與國外仍存在較大差距，概括起來有一下幾個方面：對現代物流理念上的差距，企業規模方面的差距，社會需求方面的差距，管理體制方面的差距，專業手段方面的差距，專門人才方面的差距。據對美國物流業的統計與分析，以運輸為主的物流企業年平均資產回報率為8.3%（irr），倉儲為7.1%，綜合服務為14.8%。在中國大部分物流企業的年平均資產回報率僅為1%。這一數據，不僅說明了中國物流效率低下，同時企業仍有很大的空間通過物流來降低成本。

如何應用先進的技術手段來提高物流業的經營效率，及時高效、經濟地將商品配送到客戶手中，成了大家探討的話題，這也就是現代物流領域中備受關注的車輛路徑問題（vehicle routing problem，VRP）。物流配送路徑規劃的優化與否，對物流配送效率、費用和服務水平影響較大。而此類問題都涉及如何處理大量的空間數據與屬性數據而縮短物流時間、降低成本的問題。

地理信息系統作為不僅具有對空間和屬性數據采集、處理和顯示功能，而且可為系統用戶進行預測，監測、規劃管理和決策提供科學依據。它可以有效的結合最優路徑、各種VRP模型、車輛行駛成本等要素，在可視化分析以及物流規劃路徑分析等方面具有不可替代的作用。GIS技術與現代物流工程技術相結合，給現代物流行業提供了巨大的發展空間，為物流企業完善管理手段、減低管理成本、提高經濟效益、最終提升核心競爭力提供了機遇。

2 技術實現途徑研究

物流配送車輛路線優化問題由Dautzig和Ramser于1959年首次提出，該問題一般定義為：對一系列給定的顧客（取貨點或送貨點），確定適當的配送車輛行駛路線，使其從配送中心出發，有序地通過它們，最后返回配送中心。并在滿足一定的約束條件下（如車輛容量限制、顧客需求量、交發貨時間等），達到一定的目標（如路程最短、費用最少等）。配送中心的每次配送活動通常面對多個非固定用戶，并且這些用戶分布在不同的地點，同時他們的配送時間和配送數量也都不盡相同。如果配送中心不合理規劃車輛、貨物的運輸路線，常會影響了配送服務水平，還會造成運輸成本的上升，因此對車輛及貨物的配送路線進行規劃是配送中心的一項重要工作。

車輛路線優化問題一般可根據空間特性和時間特性分為車輛路線規劃問題和車輛調度問題。當不考慮時間要求，僅根據空間位置安排車輛的線路時稱為車輛線路或車輛路徑規劃問題（VRP）。當考慮時間要求安排運輸線路時稱為車輛調度問題（VSP）。本文不考慮時間要求，主要針對第一類VRP問題，提出相應的技術實現方案研究。

典型的VRP具有以下特征：（1）所有車輛從倉庫出發，并最終回到倉庫；（2）所有車輛必須滿足一定的約束；（3）多輛車負責多個客戶；（4）每個客戶由一輛車訪問一次；（5）車輛的路線上可以取送貨。目前研究的車輛路線規劃的模型主要有兩類，一類為網絡圖模型，另一類為數學模型。由于VRP難以用精確算發求解，啟發式算法是求解車輛運輸問題的主要方法，多年來許多學者對車輛運輸問題進行了研究，提出了各種各樣的啟發式方法。

物流公司的業務一般具有配送范圍廣的特點，本文主要針對大范圍跨省配送的案例進行智能路徑規劃，因此影響因素較多，主要包括：（1）大范圍、跨省的配送交通網絡圖；（2）復雜的車輛運作規則，包括運行時間、運載能力、運行成本計算、駕駛員工作時間限制等；（3）復雜的道路選擇優先級；（4）復雜的運輸車輛優先級；（5）客戶訂單及運輸車輛數據；（6）取貨及分發過程；（7）繁雜的配送規則，如倉庫、貨物、客戶的時間等；（8）運輸車輛的重復利用，要求同一輛車在符合多個約束條件下盡可能多的參與到不同路線的配送中。

本文主要基于ArcObjects的網絡分析和地圖展示等組件進行二次開發，同時對其提供的車輛路徑規劃算法進行了拓展性研究。

3 功能模塊設計方案

3.1 軟件架構設計

系統建設遵循SOA架構，由數據資源層、組件層、服務層和表現層組成。數據資源層包括各種數據庫、關系型數據庫和空間數據庫引擎ArcSDE，實現對物流業務數據的存儲和管理；組件層包括接口協議、GIS組件、其他中間件；服務層實現計算功能，接受表現層的請求進行計算；表現層采用多種形式展現分析結果。

3.2 軟件功能設計

本系統是物流業務管理系統的一部分，主要提供歷史數據管理模塊、線路優化分析模塊、地圖操作模塊，同時提供與其他相關業務系統的擴展功能。

（1）線路優化分析模塊

線路優化分析模塊是系統的關鍵，提供兩種分析結果：一種是基于AO自帶的網絡分析模塊設計，計算分析結果；另一種是歷次根據具體路況等信息的實際調度結果。

實際調度結果來自車輛GPS監控數據，并將實際調度結果作為輸入，用來校正線路優化分析方法，最后生成最優路徑規劃。

（2）地圖展示模塊

地圖展示模塊，在配送交通網絡圖上展示道路基本信息、周邊環境、倉庫及客戶地點、車輛位置信息等。同時將各種車輛路徑規劃分析結果以地圖形式展示?；贏rcGIS提供的基礎地圖操作功能，實現地圖縮放、瀏覽、鷹眼、圖層控制、測量、選擇、標注、信息查詢等功能。

（3）歷史數據管理模塊

歷史數據管理主要存儲歷史客戶訂單數據、實時路況信息、歷史路徑規劃分析結果、實際運輸路徑等，可支持對歷史數據的查詢和修改。

（4）擴展功能模塊

提供與其他相關業務系統、車載GPS設備、車輛監控設備等的接口，便于系統的擴展。

3.4 數據庫設計

本系統中涉及的數據庫主要包括元數據庫、基礎地理空間數據庫、業務數據庫、分析模型數據庫、歷史數據庫等。

4 結束語

本文將物流車輛路徑規劃理論算法的研究與地理信息系統的網絡分析模塊相結合，經過二次開發，形成了用于實際的物流車輛路徑規劃信息系統。另外車輛路徑規劃設計約束較多，本文中不考慮時間要求，僅根據空間位置安排車輛的線路，同時不考慮裝箱問題。

車輛路徑規劃問題是現代物流業的熱點問題，但是基本停留在理論算法層面，隨著技術的不斷進步，必然出現考慮更多約束的先進算法，希望將這些算法真正與現代物流業結合，那將會是一個跨越式的進步。

參考文獻：

篇(4)

關鍵詞關鍵詞：多機器人；路徑規劃；智能算法

DOIDOI：10.11907/rjdk.161914

中圖分類號：TP301文獻標識碼：A文章編號文章編號：16727800（2017）001017703

引言

自20世紀80年代末以來，多機器人系統開始引起廣大學者關注，并且得到了迅速發展。相較于傳統的多個單機器人系統而言，多機器人系統具有更大的優勢。比如，多機器人系統在時間和空間分布性上更加具有優越性。具有分布性的多機器人系統中單個機器人的傳感器信息可以有效互補，因此整個機器人系統具備較高的數據冗余度和更強的自適應性、魯棒性；在多機器人系統中，由于單個機器人可以不必具有極強的功能和極高的性能，因此多機器人系統本質上具備低成本、強魯棒性的優勢；尤其是在完成復雜任務時，多機器人的優勢更加突出，通常多機器人系統能夠借助先進的協作架構和協同策略，完成多個單臺機器人難以實現的復雜任務等。

多機器人系統的主要特點有：由于高科技快速發展，機器人的研究和開發更加容易、自適應性更好。隨著多機器人協作策略的不斷進步，其完成復雜任務的成本更低、效率更高、可擴展性更好。近年來，由于材料科學等邊緣科學及交叉科學的發展，機器人的研發成本逐年降低，同時多機器人的應用范圍和領域更加廣泛。因此，越來越多的學者們重視多機器人系統及其應用研究，多機器人系統已經成為機器人學研究中一個飛速發展、具有良好應用前景的研究方向。

近年來，隨著科技不斷進步，多機器人系統相關研究得到快速發展，多機器人系統中的實現技術也取得較大突破[12]。目前，多機器人系統的關鍵技術主要包括任務規劃、運動規劃、協調控制等[35]。

1多機器人系統國內外研究現狀

目前，多機器人系統的研究無論在理論中還是在實踐上都取得了很大進展，建立了許多仿真系統和硬件實驗平臺，為進一步研究機器人系統夯實了基礎。日本屬于較早開展多機器人系統研究與實踐的國家之一，1989年設計出了著名的ACTRESS系統和CEBOT系統。圖1為日本名古屋大學Fukuda等研制的CEBOT（Cellular Robotics System） 系統，該系統采用分布式體系結構設計，將多機器人系統中功能簡單的自主機器人視為“細胞元”（Cells），研究“細胞元”機器人自組織地構成功能強大的多機器人系統。特別是通過傳感器感知環境的動態變化，“細胞元”間相互耦合并自組織重構得以實現更加優化的體系結構。

1996年第一屆機器人足球世界杯在韓國隆重舉行，來自7個國家的23支參賽隊參與了競賽，如圖2所示。1997年過多方共同努力，成立了國際機器人足球聯合會，聯合會總部設在韓國，其任務包括：每年組織一次機器人足球世界杯大賽；同時還要舉辦相關學術會議，給參賽者提供充分交流的學習平臺，探討機器人足球研究方面的經驗和技術，從而有效地促進該學科方向的不斷發展。

圖3為美國南加州大學Mataric等人研制的The Nerd Herd 系統。該系統由20個機器人組成，每個機器人上裝有碰撞傳感器、定位系統和通訊系統，可以實現游弋（Safe Wandering）、跟隨（Following）、聚集（Aggregation）、分散（Dispersion）和回家（Homing）等行為。研究人員主要將該系統應用于多機器人學習、群體行為、協調與協作等方面的試驗研究與探討，圖4為利用該系統進行的推箱子實驗裝置。

圖2機器人世界杯圖3The Nerd Herd系統 C.R.Kube等人研制的Collective Robotics 系統如圖5所示。該系統從自然界里昆蟲的社會行為得到啟發，利用多個功能簡單的機器人組成功能強大的合作機器人群體。該系統在無顯式通信的條件下，能夠充分利用分布式控制策略實現移動機器人之間的協作。因此，單個簡單智能的機器人通過交互作用實現了多機器人系統復雜的群體智能行為。

圖6為美國MIT的計算科學和人工智能實驗室（CSAIL）研制開發的多機器人系統。該實驗室在多機器人系統上開展了協調多個機器人行為的算法設計、多機器人協調算法性能預測等問題的研究。這些關鍵問題及其研究成果形成多機器人控制算法的重要基礎。

我國在多機器系統的研究方面也開展了卓有成效的工作，雖然起步相對較晚，但到目前為止也取得了豐碩的研究成果。沈陽自動化研究所以制造環境中多機器人的裝配為研究背景，建立了多機器人協作裝配系統MRCAS（Multi-Robots Cooperative Assembly System）。通過采用集中和分散相結合的分層體系結構，該系統可以完成自主編隊行進、隊形變換、自主避障等功能，進一步通過多機器人間協調與合作，完成裝配工件任務。南京理工大學在早期開展的地面微小型機器人研究基礎上，進行了移動機器人協作編隊、自主定位、智能導航等關鍵技術研究，并取得一定成果。目前，由清華大學、國防科技大學、浙江大學和南京理工大學等著名高校聯合研制的第四代無人駕駛車輛實現了多車無人干預下的編隊行駛、超車行駛等核心技術。此外，上海交通大學、哈爾濱工業大學、中南大學等知名高校紛紛開展多機器人系統關鍵技術研究，也取得了一系列突破性研究成果，為我國機器人系統研究與發展奠定了重要基礎。

2多機器人路徑規劃問題研究

多機器人路徑規劃問題是多機器人系統的關鍵技術，該技術也是多機器人協作完成任務的根本保障。多機器人路徑規劃問題定義為：利用已知的靜態環境信息或者依靠傳感器獲得的動態環境信息，多機器人系統各個機器人自主規劃一條從已知起點到目標終點的無碰撞最優路徑，該最優路徑不僅要求單個機器人與所有障礙物之間避障，而且還需滿足多個機器人之間也無碰撞要求。

由單個機器人路徑規劃問題發展而來的多機器人路徑規劃問題，首先需要解決單個機器人路徑規劃問題，其次還要求解決多機器人之間的協調運動和多個機器人之間的協作問題，重點就是避免機器人之間的碰撞和避免出現機器人之間的路徑死鎖等問題。其中，環境建模方法、路徑規劃算法、協調避碰算法等都是關鍵技術問題[6]。

2.1環境建模

最有效的環境建模方法是建立環境地圖，柵格地圖、拓撲地圖、特征地圖等是目前常用的環境地圖。

為了方便機器人的定位，柵格法將整個環境劃分為許多大小相同的正方形單元格，并給予每個單元格唯一的整數標示。柵格地圖模型最大的優點是簡單，其缺點是柵格地圖的粒度不好控制，若粒度較小，計算復雜度增加，若粒度較大，真實環境無法準確表示。

拓撲地圖是利用節點間相關聯的邊所構成的拓撲結構來標示環境，拓撲地圖模型將環境中的重要位置視為節點（如障礙物的棱角），將節點間存在的直接連接的路徑視為地圖中的邊。拓撲地圖雖然適用于環境比較簡單的情況，也不需要機器人準確的位置信息。但拓撲地圖通常難以直接獲取，且對于相似環境的識別也比較困難。

特征地圖模型不同于以上兩種方法，本文利用抽象的幾何特征（如點、直線、曲線等）表示機器人感知的外部環境。此模型便于位置估計和目標識別，但抽象的幾何特征需要對感知的環境信息作進一步處理才能獲取，一般適用于特定的環境。

2.2規劃方法

按照多機器人系統運動規劃的控制方式，多機器人的運動規劃方法可以分為以下4種類型：①完全集中的規劃：需要一個集中控制器來規劃所有機器人的運動；②不完全集中的規劃：每個機器人規劃好自己的路徑，但是有一個集中控制器來管理多機器人系統中單個機器人如何走自己的路徑以保證機器人間不發生沖突；③不完全分散的規劃：多機器人系統中單個機器人規劃各自的路徑以及如何走好自己規劃的路徑，在不安全情況下才由集中控制器進行統一規劃；④完全分散的規劃：單個機器人的運動完全自主規劃，不存在集中控制器。

2.3協調避碰策略

協調避障是多機器人系統路徑規劃問題的重要技術之一，也是多機器人系統路徑規劃和多個單機器人路徑規劃的本質區別體現。多機器人系統協調避障問題除了要解決單個機器人自身路徑規劃問題，還必須解決多個機器人之間的碰撞、堵塞及死鎖問題。目前，學者們提出的協調策略主要有速率調整法、交通規則法、優先級法、幾何修正法以及基于行為的避碰方法等。隨著“智能制造2025”的深入推進，服務機器人應用領域還在不斷擴展，多機器人系統協調避碰策略亟需進一步探討。

3多機器人系統展望

多機器人系統是一個多學科高度交叉的前沿學科，多機器人系統的進一步發展也必定會受到相關學科發展的限制。研究多C器人系統需要借鑒這些學科或學科中解決某些問題的理論和方法，才能產生突破性進展，這是未來研究多機器人系統的發展方向和重要趨勢，具體而言，這些學科有：分布式系統、生物學、傳感器技術、機械工程等?？蓮囊韵聨讉€方面探討多機器人路徑規劃問題：

（1）先進的傳感技術。移動機器人中傳感器設備被視為人類的五官，實現移動機器人的視覺、聽覺、嗅覺等功能。在環境建模中依靠先進的傳感技術，機器人能完成高效實時采集環境信息的任務。

（2）多傳感器的信息融合技術。移動機器人導航方式正在向多傳感器發展，使用多個傳感器可以同時采集和處理信息，從而提高機器人系統的速度和性能。通過合理支配并充分利用傳感器及其采集信息，并采用信息融合技術以獲得環境的一致性解釋及描述形式，可以提高機器人路徑規劃的精準度和魯棒性。

（3）智能優化算法的發展。隨著復雜問題規模呈現指數級增長，智能優化方法迅速成為多機器人系統路徑規劃研究新的發展方向。但由于算法實時性、自適應性、魯棒性還不夠好，智能優化算法在實際應用中必然存在一定的局限性。因此，多機器人系統路徑規劃問題研究中，智能優化算法還有很大的發展空間。

4結語

多機器人系統的研究與應用已經對人類社會產生深刻影響，隨著科學技術的不斷進步，其還將會對人類生活和社會進步帶來巨大變革。不久的將來，人們的生活質量和工業、農業和國防現代化水平都將得到極大提高。但目前對于多機器人系統的研究還處于初級階段，多機器人系統關鍵技術研究還亟需深入探討，特別是多機器人系統路徑規劃算法還有待進一步改進，多機器人系統無論在理論研究上還是技術實現上都需要更多學者進行不懈努力和積極探索。

參考文獻：

[1]吳軍，徐昕，連傳強，等.協作多機器人系統研究進展綜述[J].智能系統學報，2011，6（1）：1326.

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篇(5)

【關鍵詞】學業導師 職業生涯規劃 實現路徑

1引言

導師是高校中指導學生學習、生活和就業的專門人員，在當今的高等教育中，導師制的作用發揮得越來越明顯，其地位也越來越重要。學業導師引導學生的終極目標在于學習和實踐中培養和鍛煉專業技能，為學生未來的職業發展打下堅實的基礎。由于導師與學生的長時間接觸，對學生的基本情況、愛好、特長和特點都比較了解，對指導學生開展職業生涯規劃具有得天獨厚的條件。

2 大學生在職業生涯規劃中面臨的問題

職業生涯規劃的目的是幫助學生理解職業、就業和專業的關系，促使學生端正學習態度、梳理正確的就業觀念，進而制定合理的職業生涯規劃。每個學生都是獨一無二、與眾不同的，他們都有自己的性格特點、興趣愛好和專業特長，“普適性”的職業規劃指導缺乏必要的針對性，學生在具體的求職上仍然存在明確的目標、定位和方向感。同時，對大學生而言，自我認知是個復雜問題，他們對自身興趣、能力和專長缺乏全面客觀的認識；同時，由于其社會經驗也比較缺乏，對本專業的工作崗位及其要求也不太了解，難以制定針對性強的職業生涯規劃。

3 網絡工程專業職業生涯規作用分析

3.1專業性指導。相對于就業指導課的老師來說，專業學業導師的指導意見更具有針對性。學業導師往往都是專業人才培養方案的制定者和執行者，在專業能力方面有一定的造詣，其專業素養決定了對互聯網行業的發展趨勢及行業中的企業有相當的了解，能夠較好地把握行業的發展趨勢、相關企業對員工在知識結構、能力結構和綜合素質方面的要求。

3.2過程性指導。職業生涯規劃是一項長期的任務和過程，其具體實施也會隨著各種情況的變化而變化。由于學業導師與學生的關系更加密切，導師對學生的情況非常熟悉，可以在專業課開始學習的階段就能讓學生認清就業環境，將外界需求、專業定位和自身特點等諸多因素綜合考慮制定職業生涯規劃。在職業生涯規劃的具體實施過程中，導師可以及時、準確地把握學生在日常學習和工作實踐中的細微變化，有效糾正學生的錯誤認識、觀念和做法，對自己的職業規劃進行完善和補充，更好地踐行自己的職業規劃。

3.3實踐性指導。大學生的職業生涯規劃不僅是一個理論問題，更是一個實踐問題。學業導師往往都有一定數量的專業對口企業資源，能夠幫助學生獲得專業實習工作崗位，讓學生有機會帶著設計的職業規劃方案進行實踐，實地考查和了解專業工作崗位在企業中的崗位要求、工作內容和職業發展途徑。在實踐中體驗職業生涯規劃的過程和效果，也可以根據實際情況調整自己的職業生涯規劃目標和實踐方法。職業生涯規劃將會對學生校內的專業學習與實踐、創新創業活動產生方向性的引領、決定性的影響。

4 基于三段式培養方案的職業生涯規劃與實現路徑

寧波大紅鷹學院網絡工程專業圍繞培養高素質應用型人才的目標，結合本專業實踐性強的特點，在人才培養方面采取如下舉措：專業依托區域IT產業，實施“三段式”的深度校企合作人才培養模式改革，優化整合課程，通過“分段實施、階梯推進”的方式構建模塊化課程實踐體系。

第一階段為2.5個學年，在前五個學期執行，通過整合和優化前五個學期校內理論與實踐課程內容；使學生具備基本的工程應用能力所需的素質、知識和能力。學業導師在這個階段，指導學生完成對專業工作崗位的認知、專業基本知識、基本技能的學習和訓練，在分析主觀、客觀情況的基礎上，制定初步的職業生涯規劃方案。

第二階段為0.5個學年，在第六學期執行，采取企業選擇、學生自愿、專業指派三結合的方式，要求學生深入企業進行專業認知實習和企業項目實踐。使學生實際參與實際技術性工作；學習工作崗位所需知識與技術，熟悉企業相關IT工作崗位需求、職責范圍、操作技術規范及管理制度等具體內容，提高自己的職業素養，學習與IT專業領域相關的新知識、新技術、新方法，強化學生工程項目實踐能力。學業導師在這個階段將與來自于企業工作一線的導師一起，指導學生盡快適應企業工作環境，適應工作崗位的需要，培養和鍛煉職業生涯規劃中明確的工作能力。同時，根據需要對職業生涯規劃進行重新審視和修訂。

第三階段在第七、八學期執行，學業導師根據學生在企業項目實踐過程中的問題反饋，有計劃、有針對性地設計綜合案例，開發項目實施方案，彌補學生實際工程項目實踐能力的差距，進一步強化學生的工程項目應用能力。利用綜合項目實踐和畢業設計實踐強化訓練職業生涯規劃中需要的重點內容和短板，圍繞學生企業項目實踐合作企業的真實項目經歷及其遇見的問題予以提煉和升華，促進學生分析和解決實際問題的能力提升，進而對落實職業生涯規劃中明確的目標而努力。

小結

經過網絡工程專業12級、13級兩輪實踐，這種職業生涯規劃的實施得到了學生的積極認可。他們普遍認為這樣，平時學習和實踐的針對性更強，學習目標更加清晰，也更有緊迫感和使命感。從12級畢業生的就業實踐來看，普遍能夠較快適應自己的工作崗位，也得到用人單位的普遍肯定。13級學生在企業崗位實踐中得到了檢驗，目前正在通過綜合項目實踐和企業實踐兩個方面提升其工作能力和專業能力，逐步實施其職業生涯規劃方案。

從企業調研的反饋來看，企業認為全程化的職業生涯規劃有利于學生盡快進入角色、盡快適應工作崗位，更能適應公司發展的需要，更有利于學生的職業生涯的快速成長。以學業導師的身份，在導師制的體系中開展和推動學生職業生涯規劃工作，對我們來說是一種嘗試，通過師、生、企業聯動，逐步構建和完善符合我校應用型人才培養需要的、具有網絡工程特色創新創業教育體系。

參考文獻：

[1]蔣豪與尹雪鴻, 大學生職業規劃導師制模式的探索與實踐.學理論, 2012(25):第192-193頁.

篇(6)

[關鍵詞]學校管理；發展規劃；學校文化

隨著當前學校教育改革的不斷深入，重塑學校文化、用文化再造學校已成為學校管理者的共識。然而觀念的革新并不等于行動的有效改進，文化學路向只是為學校發展提供了一種新的視角和思維方式。學校教育的特殊性以及學校文化的復雜與多相決定了將學校教育過程和文化創造相結合是一項艱巨的變革。欲以學校文化統攝學校整體發展進而實現學校教育的創造性轉換，需要學校管理者尤其是決策者在處理涉及學校發展根本利益、長遠目標等戰略性問題方面，具有更高的戰略性謀劃能力和水平。

一、學校發展規劃的若干現狀

“戰略”一詞來源于希臘語strategos，其含義為“將軍指揮軍隊的藝術”。在教育領域，美、英等國家繼20世紀80年代中期推行“校本管理”后，又于20世紀90年代進一步倡導實施“戰略管理”，強調學校要把自身條件與環境相適應，來謀求學校的生存和發展。同樣，我國教育研究者在及時借鑒其他領域關于戰略管理實踐研究最新成果的基礎上，運用多學科理論對學校戰略管理進行了積極探索。但是，在學校戰略管理實踐尤其是學校文化發展戰略的謀劃方面，無論是理論應用還是實踐探究均顯得相對滯后。

在此，綜合江蘇省普通高中星級評估專家對江蘇省部分三星、四星級高中(相當于原省重點高中、國家級示范高中)發展規劃的剖析，我們可以將當前學校發展規劃中存在的共性不足概括為以下四個方面。

第一，在發展的目標和內涵上，一些學校雖已有幾十年的辦學歷史，但由于學校管理者缺乏科學而深刻的戰略性思考，學校始終未能形成有個性特征的辦學思想和實踐方式，學校發展目標不明確、學校發展定位特別是目標定位不準確，未能更好地制訂出遠期、中期和近期規劃來引領學校的發展。同時，由于未能真正發揮教育評估應有的導向功能，部分四星級高中未能充分關注示范性、實驗性的內涵建設，未能把課程建設、隊伍建設作為學校發展的兩大戰略支柱，使學校從外延式發展轉入內涵式發展。

第二，在發展的方向和路徑上，一些學校管理者雖然具有較為強烈的打造品牌意識，但在發展的方向和路徑上卻是致力于做大與快速擴張，特別是某些經濟欠發達地區熱衷于超大規模學校的易地新建，舉債“圈地”動輒數百畝，招生規模膨脹了三四十倍。創品牌固然要有規模，但更要有質量，學校應處理好做大與做強的關系，要“做精做強”。

第三，在規劃的內容和結構上，一些學校的發展規劃在內容上“缺少針對性、示范性”，提法上“不準確，操作上不切合實際”，既無清晰的目標體系和計劃體系，又無有力的保障體系和監控體系。同時，一些學校在內容闡述上也較為普遍地存在不具有個性，未富含先進理念目未能獨特表述等問題。

第四，在特色的定位和提煉上，一些學校對辦學特色的理解存在偏差，或是以為特色就是高考質量，或是將培養少數音體美特長生渲染為特色。部分學校雖然有一些辦學亮點或者說在特色建設方面取得了初步成效，但依然未能總結、提煉出“人無我有、人有我精”的個性化辦學經驗，未能將學校特有的傳統優勢與辦學特色相融合，未能進一步梳理出能夠支撐學校整體發展的辦學特色。

二、學校發展規劃的問題歸因

造成學校發展規劃存在諸多欠缺的原因是多方面的。就學校外部因素而言，由于學校發展規劃在整個教育規劃體系中屬于微觀層面，是區域教育規劃下的子規劃。區域經濟發展的不平衡、區域教育發展水平的差異是制約學校發展規劃“應然”功能實現的客觀因素，而各級政府的教育決策力、地方教育行政部門統籌規劃的科學化水平，是決定學校教育在滿足學生和社會需要、達成個人和社會目標方面能取得何等效率與效益的重要潛在因素。從學校內部角度看，原因主要有以下幾點。

(一)對規劃的必要性認識不夠

有的學校管理者認為，學校發展規劃是一種可有可無的東西，與其花費那么多精力搞規劃，不如把力氣用在“實際”工作中。這種所謂的“苦干、實干”，極易使學校步入盲目實踐的境地，也不可能使學校實現可持續發展。這種觀念所表征的正是學校管理者對規劃的功能缺乏科學、完整的認識以及自身教育理論素養的不足。

(二)在規劃制訂過程中的自主、創造意識不強

學校發展規劃應是學校管理者集全員之智慧，積極尋找學校發展中存在的問題，科學預測學校發展前景，主動提出實現目標優化所需的計劃、方法和途徑的一個自主且富有創造性的過程。但是囿于傳統的思維方式或工作惰性，有的學校管理者在發展規劃的制訂上習慣于被動接受而不是主動設計，或是把上級教育行政部門的區域性、綱要性規劃變通照抄，或是把其他學校的發展規劃變相換臉，使發展規劃形同虛設，缺乏實際意義。有的學校管理者雖然在發展規劃上也經過一番斟酌，但由于既未經過全校師生的共同參與和研究，也未經過各方專家的多重論證，因此無法形成實施合力。

(三)對學校發展定位的適切性把握不準

科學的規劃必須建立在科學診斷、預測的基礎之上。有些學校之所以對自身發展定位不準確，一是對自身的發展現狀認識不清、分析不透，既沒有明確的量化分析，又未進行足夠的質的研究；二是對發展規劃問題本身的復雜性、學校組織系統內部結構的多樣性以及學校內外環境影響的交互性等認識不足，在決策上偏好于支持性信息，且不同程度地存在急功近利的傾向；三是對區域間的教育基礎、經濟水平、人口、地理等方面的差異性認識不夠，或是把研究的視域僅僅局限于本校，或是脫離學校實際的資源條件、辦學的基本規律，一味地強調規模而無視其他因素。

(四)對規劃回溯性再評估的關注度不足

大部分學校管理者雖已意識到發展規劃需要通過領導班子建設、教師隊伍建設、資金的落實和正常周轉等予以保障，但常常忽視對發展規劃進行必要的全程監控和再評估。學校發展規劃不僅要注重靜態的規劃結果，更要關注動態的規劃及其實施過程。學校應借助回溯性再評估來檢測目標的達成度，實現信息的循環反饋，以便及時有效地修正、調整工作目標。然而，在學校發展規劃的實施過程中缺乏完善的內部評價機制加以監督已是大多數學校發展規劃的軟肋。

三、學校文化發展戰略是學校發展規劃的基點

重大的改革不是在實施單項的革新，而是在變革學校的文化和結構。因此，針對教育發展的趨勢，根據學校所處區域的社會、經濟、文化背景以及學校自身的歷史、文化傳統，謀劃符合國情、區域特點和學校特色的學校文化發展戰略是學校發展規劃構建的基點。

鑒于學校戰略管理的要求以及學校發展規劃中存在的現實缺失，學校管理者在建構學校文化發展戰略時必須重點關注這樣三類問題：第一，學校文化的地位和內外環境如何，如何對變化中的環境作出反應并積極促成學校文化的革新；第二，建設怎樣的學校文化，戰略目標是什么；第三，怎樣才能達到預期的目標，應如何配置各項文化資源、實施怎樣的戰略對策。在具體實踐中，我們可從以下三個方面展開。

(一)對學校文化內外環境的發展戰略分析

戰略管理不同于目標管理、質量管理等常規管理的特點之一在于它不只是關注學校本身，而是更為重視學校與環境的關系，因為任何一所學校的生存和發展都不可避免地受到它所處環境的影響和制約。雖然學校與其所處環境的影響是相互的，但就影響力而言，環境的影響力遠大于一個學校組織對環境的影響力，所以環境是制訂學校發展戰略的重要依據。學校管理者必須對特定戰略時期內學校文化發展內、外環境進行綜合調查、評價和預測，充分認識學校所在環境的特點，預見并適應其可能性的變化，努力實現學校與環境的高協調性。

對學校文化發展內外環境的分析，管理者除了可參照通常采用的SWOT分析法(態勢分析法)、系統分析法等之外，對學校文化進行自我診斷也是一種可行的嘗試。學校管理者可從日常的教育工作行為現象人手，針對學校工作當前關注的重點，對學校組織的一致性程度和自主駕馭程度等進行診斷。例如，每一所學校都有日作息時間表，對于這校校均有、人人司空見慣之物，很少有人會去深入思考它與學校文化之間的關聯。事實上，日作息時間表既制約著師生日?；顒拥臅r間和空間，作為學校傳統文化的一部分，它又是限定學校本身的首要象征，具有強大的文化特征，在學校生活中起著至關重要的作用。在幫助學校營造組織氣氛方面，它“不僅僅對教師和學生的行為施加權力，而且形成了他們‘學校是什么、應該是什么’的概念，限定了什么是可能的、什么是不可能的，指令什么是正確的、什么是不正確的”。

(二)學校文化發展戰略選擇

發展戰略選擇是管理者在對學校文化發展內外環境分析后形成戰略方案、評價戰略方案進而對戰略方案加以選擇、優化的過程。通過發展戰略分析，學校在兼顧一般戰略、備戰戰略或可替代戰略等發展戰略的基礎上，形成多種可供選擇的戰略方案；在堅持適宜性、可行性、可接受性等評價標準的基礎上，對戰略方案進行分析比較；圍繞學校文化發展的目標和任務，結合學校文化發展環境的現實狀況以及自身的教育特色、發展重點，最終將經過評價的優化選項予以確定。

當然，現實中的學校文化是復雜多樣的。對于實際運行中的學校而言，發展所面臨的環境條件不可能只是優勢、劣勢、機遇與威脅等之中的某一方面而極可能是多方面的綜合。因此，對發展戰略的分析和選擇，學校管理者不能局限于某些常用或通用的分析方法和一般的發展戰略，而需要審時度勢、敏銳鑒別、靈活選擇并加以創造性地運用。例如，學校管理者可從學校實際出發，選擇特色文化發展戰略、一體化發展戰略和學習型組織發展戰略等。但另一方面，學校管理者也不能一味地以學校個性來拒斥科學的分析方法和極具問題解決適切性的發展戰略，如系統分析法所強調的戰略定位和系統分析兩大環節就頗值得借鑒，因為學校管理者必須始終對戰略定位這一最為基礎的戰略思考給予高度的重視。

(三)學校文化發展戰略實施

發展戰略實施即是管理者將選擇、優化的發展戰略轉化為具體行動并達到預期戰略目標的過程。學校文化的延續性使學校文化改革的過程具有一定的滯后性，而原有根深蒂固的觀念較易遮蔽學校管理者的視野，特定的文化因曾經有效而被固守。這既表明發展戰略實施的復雜與艱巨，也意味著相比于發展戰略的分析與選擇，發展戰略的實施顯得更為關鍵。所以在實施戰略轉化的行動過程中，學校管理者必須把握好戰略的操作化、制度化和控制化這三個重要環節。

第一，針對學校文化發展的狀況和學校自身特點，構建起學校文化發展總目標之下的近期、中遠期目標乃至各個學期、每個學年的具體目標，形成一個支持總體目標的網絡，保證學校文化發展目標的清晰、持續與穩定。

第二，通過學校文化要素的系統整合和組織運行機制的改善，進一步發揮學校文化的導向、凝聚、激勵功能，借助學校制度文化的健全與完善將選擇、優化的發展戰略落實到學校文化主體和客體、學校文化場的建設之中。

第三，建立學校文化的自我診斷與評價、保障與監控機制，使學校文化主體在積極參與戰略實施的同時能自覺地進行自我反思和研究，借助具有適用性的學校文化發展保障體系和自我監控機制，實現學校文化的持續改進和提高。

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關鍵詞：人工勢場法 路徑規劃 小車機器人

中圖分類號：TP242 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）003-025-02

1 引言

讓機器人能夠智能識別外界的環境，并能按人開發設計的意愿去工作， 必然需要各種傳感器在機器人各個部位、各種方面的合理應用。而機器人要按人的要求去進行相應的工作，必然就要進行相應的運動，而運動過程中，不可避免會碰到一些障礙物，而機器人要完成工作就必須要繞開相應的障礙物，這就要解決機器人的繞障規劃設計問題。而一套完善的規劃設計方案，不但能有效的提高機器人的工作效率，而且還可以避免因機器人碰撞而產生的高額維修費用。機器人運行路徑的規劃設計是當今機器人研究領域的重要方向之一。本文基于實驗室自主研發的一款爬行機器人――焊接小車機器人的避障路徑規劃問題來進行研究。

圖1 焊接小車機器人

2 人工勢場法

Khatib于上世紀80年代提出人工勢場法，最早應用于機械臂在工作空間中的實時避障路徑規劃。人工勢場法具有構造簡單、計算量小、使用方便、便于底層的實時控制等特點，因此常用于移動機器人的局部在線避碰。在傳統的人工勢場方法中，假設機器人為一質點，機器人在工作空間中的位置信息表示為qrobot=[x，y]，目標的位置信息表示為qgoal=[xgoal，ygoal]，障礙物的位置信息表示為qobs（i）=[xobs（i），yobs（i）]，則機器人的勢場函數可以采用如下方程式來進行描述：

（1）

圖2 傳統人工勢場法受力示意圖

引力勢場被定義為拋物線函數如表達式（2）所示：

（2）

機器人所受引力定義為式（2）的負梯度，如式（3）所示：

（3）

傳統斥力場函數的公式定義如（4）表達式：

（4）

斥力函數的計算公式為：

（5）

其中：katt、krep分別表示引力函數比例系數和斥力函數比例系數；p（q）表示障礙物與機器人之間的最小距離；p0表示障礙物的占用空間。在機器人碰到有障礙物的情況時，可根據實際情況調整katt、krep、p0來獲取比較理想的前進路徑。

3 數學模型的建立

本文所研究的機器人的繞障路徑規劃設計是在實驗室模擬出來的小車機器人工作運動環境中得到的。機器人要繞開障礙物，依賴的是機器人的外部傳感器對周圍環境的探測并反饋給機器人的中央信息處理系統，再由中央信息處理系統經過相應的路徑規劃設計算法，運算后規劃出一條合理的路徑。對于靜止的障礙物，在模擬環境中我們采用的是多面模型表示法。該方法計算簡單，只需記錄模擬環境中各個障礙物外部輪廓的最突出點，然后把各個最突出點相連即得到障礙物的二維形狀，即機器人需要繞障（不可穿越障礙物）的范圍。為了便于環境建模以及簡化機器人的繞障路徑規劃算法，我們把機器人的尺寸縮為一個質點，將機器人的尺寸補償到障礙物形狀尺寸中去。例如，假設機器人的二維建模輪廓是邊長為k的正方形，原先靜止的障礙物的外部尺寸為L，則經過補償放大后的障礙物的外部尺寸為 L+k，此尺寸即為質點機器人所需要繞開的障礙物區域范圍。

4 仿真實驗

當小車機器人運動的時候，傳感器不斷地實時檢測機器人、障礙物和目標點的位置，并判斷三者之間的關系，進行實時路徑規劃。PC端控制界面中的多情形避障路徑規劃設計仿真實驗的具體流程圖如圖3。

圖3 路徑規劃仿真實驗流程圖

利用C語言編寫的仿真軟件如圖4所示。點擊和，可以在仿真區域中模擬出起點和終點位置，進行機器人避障路徑的規劃設計仿真實驗。且無需退出仿真實驗系統，可以隨機改變起點和目標終點位置，在同一個模擬環境中反復進行實驗。

圖4 仿真實驗軟件界面

圖5顯示了路徑規劃仿真實驗的結果。圖中黃色的原點表示起點，綠色的原點表示終點位置，黑色的模塊是任意設置的各種障礙物，紅色線段為最后規劃設計出來的運動軌跡線。從圖5（a）―（d）中可以看出，不管如何隨機放置仿真的起點和終點，機器人都能夠根據實時環境規劃設計出可以避開障礙物的前進路線，順利到達目標終點。

5 結論

本文研究了人工勢場算法，用C語言開發了焊接小車機器人的避障路徑規劃設計系統，仿真實驗結果表明避障路徑規劃設計效果良好。

參考文獻：

[1] 羅勝華.未知環境下移動機器人路徑規劃研究[D].湘潭大學，2009.