摘要：机器人技术正在渗透到社会的各行各业，移动机器人的研究具有很高的理论意义和广泛的应用场景。“移动”是机器人的重要属性。路径规划是其中一项重要环节。本文主要研究未知环境中，移动机器人用路径规划算法完成自主导航进行地图绘制的工作。

本文首先阐述目前移动机器人发展情况。着重选取人工势场法、遗传算法、蚂蚁算法，对这3种路径规划算法的原理进行分析，总结它们的特点。并引出用于ROS机器人的快速扩展随机树算法（RRT）。分析RRT算法的原理并在Rviz中验证其可行性。说明用于机器人的探索策略与各个模块的工作原理。

最后，使用ROS系统进行仿真环境的路径规划算法调试。使用三维物理仿真软件构建仿真场景，搭建机器人模型。通过调用RRT算法节点使单个机器人或多机器人能够在未知环境里避开障碍物自主导航建立地图，验证该算法的稳定性与可行性。与传统人为控制机器人扫描建立地图相比，更具有便捷性。单机器人与多机器人完成探索的时间对比，证明多机器人探索具有快速性的特点。

关键字：移动机器人  路径规划  快速扩展随机树

目录

摘要

Abstract

1.绪论-1

1.1课题研究背景-1

1.2研究现状与趋势-2

1.3本文的内容与工作安排-2

2.移动机器人路径规划-3

2.1经典算法介绍-3

2.1.1人工势场法-3

2.1.2遗传算法-5

2.1.3蚂蚁算法-6

2.2本章小结-7

3.基于RRT的路径规划研究-9

3.1RRT算法介绍-9

3.2仿真实践-10

3.3ROS机器人的探索策略-12

3.4RRT算法修改规则-15

4.仿真环境RRT路径规划调试-18

4.1ROS介绍-18

4.2模型搭建-18

4.3单机器人仿真-20

4.4多机器人仿真-24

4.5本章小结-26

5.总结与展望-28

5.1课题总结-28

5.2研究展望-28

参考文献-29

致谢-30

附录一-31

附录二-32