移動(dòng)機(jī)器人完全遍歷路徑規(guī)劃算法研究.pdf

1、隨著人工智能、智能控制、仿生學(xué)等理論的發(fā)展,移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)的研究受到越來(lái)越多的學(xué)者重視,移動(dòng)機(jī)器人在生產(chǎn)、生活中也得到了更為廣泛的應(yīng)用。移動(dòng)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)包括控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和導(dǎo)航,其中導(dǎo)航的重點(diǎn)是路徑的規(guī)劃。完全遍歷路徑規(guī)劃是一類特殊的路徑規(guī)劃,它在服務(wù)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景,如清潔機(jī)器人、自主吸塵器、智能割草機(jī)、自主收割機(jī)、排雷機(jī)器人等都是它的典型應(yīng)用,因此,移動(dòng)機(jī)器人的完全遍歷路徑規(guī)劃受到研究者的廣泛關(guān)注。 本文以室內(nèi)清潔

2、遍歷移動(dòng)機(jī)器人為研究對(duì)象,對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的定位、環(huán)境探測(cè)、環(huán)境建模方法和完全遍歷算法進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。在此基礎(chǔ)上提出了幾何方法描述的環(huán)境下漫游規(guī)則,并通過(guò)蟻群算法對(duì)劃分的區(qū)域完成完全遍歷路徑規(guī)劃。本文主要完成的內(nèi)容如下： 1. 對(duì)普適計(jì)算用的三點(diǎn)定位模型進(jìn)行改造以適應(yīng)于小型環(huán)境的兩點(diǎn)定位方法,提高了定位系統(tǒng)的效用和定位的計(jì)算效率。 2. 建立了機(jī)器人的多傳感器環(huán)境感知系統(tǒng),結(jié)合定位系統(tǒng)給出確定障礙物位置的方法。對(duì)幾何環(huán)境中

3、的各個(gè)特征分別進(jìn)行了描述,提出了適用于幾何環(huán)境地圖的未知環(huán)境漫游規(guī)則和環(huán)境區(qū)域劃分方法,并通過(guò)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)超聲波采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合,確定區(qū)域內(nèi)的障礙物形狀及位置。通過(guò)軟件仿真證明這種環(huán)境的漫游規(guī)則及區(qū)域劃分方法簡(jiǎn)單有效。提出了應(yīng)用幾何算法的地圖更新方法。 3. 提出幾何區(qū)域中各區(qū)域之間距離的定義。根據(jù)漫游得到的區(qū)域連通關(guān)系矩陣和距離矩陣,模擬環(huán)境中各區(qū)域的完全連通圖,提出基于蟻群算法的區(qū)域遍歷順序算法,并通過(guò)軟件進(jìn)行了仿真,證