多自主無人地面車輛系統(tǒng)中的路徑分配及規(guī)劃.pdf

1、多自主無人地面車輛(Multiple Unmanned Ground Vehicles，MUGV)系統(tǒng)的研究由于智能機器人技術的進步得到了快速發(fā)展，目前在多個領域的應用越來越廣泛。多自主無人地面車輛系統(tǒng)是通過全局規(guī)劃以及多輛地面自主無人車之間的協(xié)作完成任務，其中多車路徑分配及單車全局路徑規(guī)劃技術關系到整個系統(tǒng)的高效運行。
　　 本文首先研究了MUGV中的多車路徑分配問題，它的實質是多機器人任務分配問題，可被抽象為多旅行商問題(M

2、ultiple Traveling Salesmen Problem，MTSP)。通過對該問題及其求解框架的形式化描述，我們以此展開其關鍵技術：
　　 (1)由于環(huán)境模型是基于概率連通的有環(huán)道路網，作業(yè)點之間的期望距離(平均連通距離)會隨著環(huán)境的變化而改變，所以采用SPRP(追索的最短道路問題)范式求解有環(huán)網中作業(yè)點間的期望距離；(2)將多車路徑分配問題抽象為多目標的MTSP問題，采用隨機化算法進行路徑分配；(3)通過更新全局路

3、徑代價的概率分布，來適應環(huán)境的變化。
　　 本文還對自主無人地面車輛(Unmarmed Ground Vehicles，UGV)中的單車全局路徑規(guī)劃問題進行了研究。除了完成傳統(tǒng)的路徑規(guī)劃總代價最小的目標外，我們通過對動態(tài)規(guī)劃算法的特殊設計，滿足了本問題特定的約束條件：(1)車輛自身具有一定寬度，在路徑規(guī)劃時要予以考慮；(2)道路具有一定寬度，應盡量使自主無人車輛行駛在道路中央；(3)規(guī)劃出的路段數(shù)量應盡可能少，即路點數(shù)量盡可能少