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  1. NTU Theses and Dissertations Repository
  2. 工學院
  3. 應用力學研究所
請用此 Handle URI 來引用此文件: http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/98611
標題: 基於微分平法之 Hybrid A* 路徑規劃與無人載具控制系統實現
Differential Flatness-Based Hybrid A* Path Planning and Control System Implementation for Unmanned Vehicles
作者: 莊祐誠
Yo-Cheng Chuang
指導教授: 王立昇
Li-Sheng Wang
關鍵字: Hybrid A* 路徑規劃演算法,阿克曼轉向幾何,微分平,模糊控制,
HybridA* algorithm,Ackermann steering geometry,Differential Flatness,Fuzzy control,
出版年 : 2025
學位: 碩士
摘要: 本研究旨在設計阿克曼(Ackermann)無人載具於戶外環境中的即時避障路徑 規劃與控制系統。首先提出一套改良式 Hybrid A* 演算法,透過遞迴搜尋與優化 節點擴展方式,提升搜尋效率與可行路徑品質,使其能有效產生符合載具轉向條 件的最短無碰撞路徑。接著,本研究進一步設計一套結合改良式 Hybrid A* 概念 與微分平(Differential Flatness, D.F.)理論之路徑規劃演算法,透過 D.F. 將阿克曼 載具模型從高維空間映射至低維空間輸出,並引入最佳化約束,得到滿足阿克曼 載具之非完整約束(Non-holonomic Constraint)之路徑,並進一步結合光達等感測器即時偵測障礙物,透過模糊控制器追蹤路徑,實現具備即時避障能力的無人阿克曼載具自動駕駛系統。
This study aims to develop a real-time obstacle avoidance path planning and control system for Ackermann unmanned vehicles in outdoor environments. First, an improved Hybrid A* algorithm is proposed to enhance search efficiency and path quality through recursive search and optimized node expansion, producing the shortest collision-free paths that satisfy vehicle steering constraints. Next, a path planning method combining improved Hybrid A* and Differential Flatness (D.F.) is designed. D.F. maps the Ackermann vehicle model from a high-dimensional space to a low-dimensional trajectory output, and optimal constraints are introduced to generate paths that meet non-holonomic constraints. Real-time obstacle detection using LiDAR and other sensors is also integrated, and a fuzzy controller is employed for path tracking, achieving a real-time obstacle avoidance autonomous Ackermann vehicle system.
URI: http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/98611
DOI: 10.6342/NTU202501015
全文授權: 同意授權(全球公開)
電子全文公開日期: 2025-08-18
顯示於系所單位:應用力學研究所

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