移动机器人完全遍历路径规划算法研究

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1、东南大学硕士学位论文移动机器人完全遍历路径规划算法研究姓名：胡正聪申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：张赤斌20080403摘要移动机器人完全遍历路径规划算法研究研究生：胡正聪指导老N．-张赤斌副教授(东南大学机械工程学院，南京)随着人工智能、智能控制、仿生学等理论的发展，移动机器人技术的研究受到越来越多的学者重视，移动机器人在生产、生活中也得到了更为广泛的应用。移动机器人的关键技术包括控制系统结构和导航，其中导航的重点是路径的规划。完全遍历路径规划是一类特殊的路径规划，它在服务等领域有着广泛的应用前景，如清洁机器人、自

2、主吸尘器、智能割草机、自主收割机、排雷机器人等都是它的典型应用，因此，移动机器人的完全遍历路径规划受到研究者的广泛关注。本文以室内清洁遍历移动机器人为研究对象，对移动机器人的定位、环境探测、环境建模方法和完全遍历算法进行了系统的研究。在此基础上提出了几何方法描述的环境下漫游规则，并通过蚁群算法对划分的区域完成完全遍历路径规划。本文主要完成的内容如下：1．对普适计算用的三点定位模型进行改造以适应于小型环境的两点定位方法，提高了定位系统的效用和定位的计算效率。2．建立了机器人的多传感器环境感知系统．结合定位系统给出确定障碍物位置的方法

3、。对几何环境中的各个特征分别进行了描述，提出了适用于几何环境地图的未知环境漫游规则和环境区域划分方法．并通过BP神经网络对超声波采集的数据进行融合，确定区域内的障碍物形状及位置。通过软件仿真证明这种环境的漫游规则及区域划分方法简单有效。提出了应用几何算法的地图更新方法。3．提出几何区域中各区域之间距离的定义。根据漫游得到的区域连通关系矩阵和距离矩阵，模拟环境中各区域的完全连通图，提出基于蚁群算法的区域遍历顺序算法，并通过软件进行了仿真，证明该算法的能得出遍历顺序的较优解。关键字：移动机器人，漫游规则，完全遍历，路径规划，蚁群算法A

4、bstractResearchonAlgorithmaboutCompleteCoveragePathPlanningforMobileRobotCandidateforMaster：HuZheng-congAdviser：AssmelateProf．ZHANGChi-bin(SoutheastUniversity,Nanjing)Withthedevelopmentoftheoriassuchasartificialintelligence，intelligentcontl'ol，bionics，andsoon,theresea

5、rchonmobilerobotattractsmoreandmoresohotars．Andtheuseofmobilerobotinproductionanddallylifeismorewidespread．Pathplanningisthefocusofnavigationwhichisoneofthepointtechnologiesofmobilerobot．Completecoveragepathplanning(CCPP)isaspecialkindofpmhplanning．Itiswidelyappliedto

6、such∞cleaningrobot,autonomousvacuumcleaner,smartmower，andindependentharvester,deminingrobot,otC．nerefore,theCCPPofmobilerobotat'a'actsattentionofresearchersextensively．ThisthesisstudiedtheCCPPofindoorcleaningmobilerobot．Localization,questregulationenvironmentmodelinga

7、ndCCPPofmobilerobothavebeenstudiedsystematically．QuestregulationbaSedongeometricenvironmentisproposed．AndaccomplishCCPPofenvironmentthroughtheantcolonyalgorithm．Thecontentsmainlycompletedasfollows：1．Consultthewayof3一pointlocalizationusedinpervasivecomputing,andtransfo

8、rmitto2-pointlocalizationthatadapttosmallenvironmenttoimprovetheeffectivenessandcomputingefficiencyofthelocalizationsystem．2