基于arm平台的多机器人路径规划系统研究

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1、中图分类号Ｉ：１０８５６：ＴＰ２４２６学校代码．学号：Ｍ０２０２１３１０５．逗畅豈二—，，＂．．、－．，硕ｉｔ学位论文Ｍ，ａｓ１：ｅｒｓＴｈｅｓｉｓ．…三？．—■二二＂；．Ｅ－．＆．ｉ苦记＇基于ＡＲＭ平台的多祝器人路径规论文题目划系统研究机械电子工程专业于清平作者姓名游晓明教授指导教师寬編無年’月Ｉ上海工程技术大学学位论文原创性声明本人郑重声明，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作：所递交的学位论

2、文所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：曰期／曰；文年３月户上海工捏技术大学学位论文版化使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海工程技术大学可将本学位论文的全部或部分内容

3、编入有关数据库进行检、。索，可Ｗ采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文后适用本授权书。保密□，在＿年解密＿＿本学位论文属于不備Ｗ。＂＂〔请在上方框Ｖ）内打学位论文：；作者签名指导教师签名／）＾日：Ｘ年日期月日日期；心年月Ｉ多绛１６＾ｆUniversityCode：10856StudentID:M020213105RESEARCHONPATHPLANNINGSYSTMEOFMULTIPLEROBOTSONTHEPLATFORMOFARMCandidate:YuQi

4、ng-pingSupervisor:YouXiao-mingMajor:MechanicalElectronicEngineeringCollegeofElectronicandElectricalEngineeringShanghaiUniversityofEngineeringScienceShanghai,P.R.ChinaJanuary,2016基于ARM平台的多机器人路径规划系统研究摘要随着社会生产对机器人要求的不断提高，在处理某些复杂任务时，与单个机器人相比，多机器人系统往往表现出更强的适应能力

5、，因此，多机器人系统研究得到了越来越多的学者和科研工作人员的关注。在多机器人系统诸多的研究问题中，路径规划是最基础的研究问题之一，也是多机器人顺利完成任务的保障。本文旨在研究机器人路径规划问题，从研究单机器人路径规划问题开始，到多机器人路径规划和协调，最后到基于ARM的多机器人路径规划系统的设计。首先，研究了单机器人路径规划问题，在传统的蚁群算法(ACS)的基础上，提出了一种改进的蚁群算法(IACS)并对其效果进行了仿真试验验证。在算法改进过程，在传统蚁群算法中增加了3-OPT算子，对算法每一代的最优解进行

6、调整来提高算法解的精度；同时采用混沌算子修改传统蚁群算法的局部信息素的更新规则，进一步扩大了算法解的搜索空间，增加了解的多样性，避免了算法过早成熟。并通过TSP问题和单机器人路径规划仿真实验对改进蚁群算法的性能进行了验证，仿真实验表明改进的蚁群算法比传统蚁群算法具有更高的解的精度，更快的收敛速度。其次，基于单机器人路径规划问题研究的基础，研究了多机器人路径规划问题，针对多机器人工作环境局部已知的路径规划问题提出了一个全局目标函数，基于滚动路径规划原理，提出一种基于滚动窗口的预测策略。针对机器人与动态障碍物的

7、冲突，提出了局部避障策略；为了协调机器人与机器人之间的路径冲突，提出了基于交互信息的局部协调策略。基于滚动窗口的预测策略、避障策略和协调策略，本文提出一种基于滚动窗口的多机器人分类避碰规划算法。再次，对基于ARM平台的多机器人路径规划仿真系统的硬件平台进行了研究，针对本文中使用到的pcDuino板卡，详细介绍了其硬件特性，并设计了基于ARM平台的多机器人路径规划仿真系统的硬件平台方案。最后，研究了基于ARM平台的多机器人路径规划仿真系统的软件设计，以及如何构建pcDuino嵌入式系统和Ubuntu系统下QT

8、环境的搭载。在pcDuino上进行应I用程序的开发，设计了人机交互界面并通过外接触摸屏显示，进行多机器人路径规划系统的仿真演示和操作。关键词：多机器人，路径规划，蚁群算法，滚动窗口，嵌入式系统IIRESEARCHONPATHPLANNINGSYSTMEOFMULTIPLEROBOTSONTHEPLATFORMOFARMABSTRACTWiththerapidimprovementofsocialproductio