移动机器人路径规划研究及嵌入式系统设计

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1、Ｉ中凶分类号；ＴＰ２４２１０８５６．６学校代巧：学号：Ｍ０２０２１３１０８ＩｉｉＩＩｌｉｉＩＩＩ達ＩＩＩ．－款！ｖ；＇，’，ｌ硕Ａ学位论文Ｍ，ａｓｔｅｒｓＴｈｅｓｉｓ陶Ｉ春移动化器人路径规划研究及嵌入式论文题目系统设计机械电子工程专业作者姓名＾指导教师完成日期２０１６年１月ＨＨｉ中图分类号：TP242.6学校代码：10856学号：M020213108上海工程技术大学硕士学位论文移动机器人路径规划研究及嵌入

2、式系统设计作者姓名：吕金秋指导教师：游晓明专业：机械电子工程学院：电子电气工程学院申请学位：工学硕士完成时间：2016年1月评阅人：陈强韩建民答辩委员会主席：顾幸生成员：张莉萍宋万清李媛媛王宇嘉UniversityCode：10856StudentID:M020213108RESEARCHONPATHPLANNINGFORMOBILEROBOTANDDESIGNOFEMBEDDEDSYSTEMCandidate:LvJin-qiuSupervisor:YouXiao-mingMajor:MechatronicEn

3、gineeringCollegeofElectronicandElectricalEngineeringShanghaiUniversityofEngineeringScienceShanghai,P.R.ChinaJanuary,2016上海工程技术大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所递交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作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明确方

4、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：是全曰期：Ｗ峰Ｊ月ｆ曰手上海工程巧术大学学位论文版权使用授权书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，允许论文被杳阅和借阅本人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编入有关数据库进行检。索，可ｔＡ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文保密□，在年解密后适用本授权巧。＿＿本学位论文属于不保密ｓ／（请在

5、Ｗ上方框闲打化学位论文作者签名：彦么．指导教师签名：－日期：。（掉＾月日日期：乙年月／ＬＰ日人＾＾移动机器人路径规划研究及嵌入式系统设计摘要机器人路径规划属于智能机器人研究的核心内容，它起始于20世纪70年代，迄今为止，已有大量的研究成果报道。人工智能路径规划技术是研究基于人工智能技术的移动机器人路径规划问题，如群智能计算、模糊逻辑与信息融合等，它是路径规划技术中相对较新的分支。本文分析了国内外移动机器人的发展和研究现状，涉及目前移动机器人路径规划技术研究的主要方面。包括蚁群算法的改进、仿真对比分

6、析，基于改进蚁群算法的移动机器人路径规划的仿真实验。并以pcduino作为机器人的主控制器，自主设计了移动机器人的硬件平台，并对该平台进行了实际环境的路径规划和避障测试。首先，介绍了嵌入式Linux系统的特征和主要应用方面，研究了Linux设备驱动程序的功能、结构，主要讨论了驱动程序的内核机制以及Linux文件系统的结构、组成要素。介绍了pcduino平台的软件硬件组成，开发环境的搭建，内核的配置与编译等。其次，对蚁群算法进行了深入研究。改进了传统的蚁群算法，应用于旅行商问题。引入基于最小1-树的α-nearne

7、ss用来计算启发信息值。提出了计算最优回路的下界以提高α值的精度。实验结果表明，所提出的算法能获得较大规模TSP问题的全局最优值或接近最优值，所以它对求解TSP是有效的和可行的。再次，深入研究了基于蚁群算法的移动机器人路径规划技术，提出了一种基于MAKLINK图论的混合蚁群系统算法，它结合了Dijkstra算法和改进的蚁群系统算法，前者用于规划出一条次优路径，后者用来优化此次优路径。仿真对比表明，即使在复杂的环境下，对于多目标点问题，只要路径客观存在，该算法就能规划处最优路径。最后，对嵌入式系统的硬件平台和软件环

8、境进行了研究与设计。结合开源机器人操作系统，自主设计了硬件平台，采用基于L298N的H桥驱动两路直流电机，同时。在机器人操作系统的框架下，编写适合自己平台的嵌入式节点，进行移动机器人的实I际环境下的测试。关键词：移动机器人，路径规划，蚁群算法，嵌入式系统，机器人操作系统（ROS）IIRESEARCHONPATHPLANNINGFORMOBILEROBOTANDDESIGN