智能優(yōu)化算法研究及其在移動機器人相關(guān)技術(shù)中的應(yīng)用.pdf

1、移動機器人的研究始于上世紀 60 年代末期，移動機器人是典型的自主式智能系統(tǒng)，是高技術(shù)領(lǐng)域中的一個熱點，是計算機人工智能、機器人學(xué)、控制理論和電子技術(shù)等多個技術(shù)學(xué)科交叉的產(chǎn)物，不僅有著潛在的十分誘人的應(yīng)用價值和商業(yè)價值，而且對它的研究本身也是對智能化技術(shù)的挑戰(zhàn)，使移動機器人的發(fā)展為各種智能化技術(shù)和方案的研究提供了優(yōu)良的試驗平臺。目前，雖然對移動機器人相關(guān)技術(shù)的研究已取得了大量的成果，但還有很多關(guān)鍵理論和實際問題有待解決和完善。因此，進行

2、移動機器人相關(guān)技術(shù)的研究，實現(xiàn)移動機器人的全智能化具有實際意義。目前的研究表明，要研制出在未知或復(fù)雜的變化環(huán)境下全自主式的移動機器人尚不可能，但在移動機器人智能化的過程中，人機交互也隨之智能化。進入二十世紀九十年代，以研制高水平的環(huán)境信息傳感器、信息處理技術(shù)、高適應(yīng)性的移動機器人控制技術(shù)和真實環(huán)境下的規(guī)劃技術(shù)為標志，展開了移動機器人更高層次的研究。 本文以移動機器人的建模與仿真、路徑規(guī)劃、傳感器信息融合為研究任務(wù)，主要研究與移動

3、機器人相關(guān)技術(shù)的智能優(yōu)化算法及應(yīng)用。移動機器人相關(guān)技術(shù)主要是指：靜態(tài)的或者變化的已知、部分己知和未知環(huán)境下移動機器人路徑規(guī)劃的理論、方法與關(guān)鍵技術(shù)；環(huán)境建模與定位方法；與移動機器人相關(guān)的智能算法的基礎(chǔ)理論與實現(xiàn)方法，主要的研究內(nèi)容為： 1．在研究遺傳算法、免疫算法、克隆選擇算法以及量子算法等智能優(yōu)化算法的基礎(chǔ)上，著重研究了這些智能優(yōu)化算法的混合，對免疫遺傳算法、免疫克隆選擇算法及量子遺傳算法進行了算法設(shè)計與收斂性分析，通過算例仿

4、真得知，混合的智能優(yōu)化算法優(yōu)于單一算法，具有很強的魯棒性，尋優(yōu)速度快，收斂性強等特點。 2．對多傳感器信息融合的方法、結(jié)構(gòu)和層次進行了深入的分析和比較，采用自適應(yīng)加權(quán)融合算法，實現(xiàn)基于超聲波傳感器和紅外傳感器信息的融合，使移動機器人能自主避障和導(dǎo)航。 3．通過建立輪式自主運行移動機器人的運動學(xué)和動力學(xué)模型，獲得其位置、速度的表達式，分析其能控性和穩(wěn)定性，采用遺傳算法對移動機器人的 PID 參數(shù)進行整定，以實現(xiàn)對移動機器人