【摘 要】
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人类科技的不断进步使机器人技术逐渐向智能化发展,智能机器人应运而生。移动机器人路径规划是机器人技术中一个重要研究领域,得到了很多研究者的关注,并取得了一系列重要成
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人类科技的不断进步使机器人技术逐渐向智能化发展,智能机器人应运而生。移动机器人路径规划是机器人技术中一个重要研究领域,得到了很多研究者的关注,并取得了一系列重要成果。智能机器人可以通过传感器来识别周围的环境和自身的状态,并能进行分析判断,采取相应的行动。路径规划问题是智能机器人的关键技术之一,自主移动机器人如何在未知的、复杂的环境中自主规划从起点到终点的路径,并且躲避障碍是智能机器人的最基本、最重要的能力之一,是其它应用的基础。迷宫机器人的路径规划是智能移动机器人路径规划的典型应用,由于迷宫环境的特殊性,迷宫机器人的路径规划有着比一般避障路径规划算法更加复杂的要求。首先,本文实现了以采用PHILIPS公司生产的32位机ARM7LPC2138为主芯片的迷宫机器人平台。将算法程序下载到机器人本体后,机器人根据算法程序和传感器的障碍物信息自主运行。其次,在研究了国内外智能机器人路径规划技术的基础上,本文对人工势场法、栅格法、遗传算法的路径规划进行了概述。本文根据机器人路径规划算法的研究现状和向智能化、仿生化发展的趋势,研究了一种基于改进蚁群算法的机器人路径规划方法。由于蚁群算法易陷入停滞、死锁等,本文采用了三点改进策略:1.算法在执行过程中,当蚂蚁陷入无路可选的境况时,采用回退策略,使得蚂蚁能及时脱离困境,保证算法的健壮性;2.蚂蚁在搜索过程中,当寻优方向不同的两只蚂蚁相遇时,采取相遇策略,利用两只蚂蚁禁忌表中的信息,生成新路径。这样可充分发挥蚁群的群体协作性,提高生成路径的速度;3.在生成一定数目的路径后,采用带交叉点的路径交叉策略,提高算法的收敛速度。接着,本文对实际迷宫进行了大量的研究分析,提出了迷宫的数字化表示方法,为计算机的仿真提供了方便。文章分析了迷宫中存在的八种路况,提出了相应的解决方案。通过仿真实验证实了该改进蚁群算法具有实现简单、效率较高、健壮性强的特点。最后,对全文工作进行了总结,并对机器人技术和路径规划算法的研究进行了展望。
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