矿井中多机器人搜救系统路径规划.pdf

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1、2014年8月机床与液压Aug．2014第42卷第15期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．42No．15DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．15．003矿井中多机器人搜救系统路径规划金纯，王升刚，尹远阳(1．重庆邮电大学无线传输技术研究所，重庆400000；2．重庆金瓯科技发展有限责任公司，重庆400041)摘要：矿难发生后，井下通信设施可能已有一定的损害、无法正常使用，因而无法知道被困人员的确切位置并且井下环境复杂危险，可能对营救人员造成伤害发生二次事故。为了快速地搜索到被困人员，结合井下无线

2、传播环境的特点，提出井下多机器人组网搜救系统，其中包括机器人自由空间环境模型的创建、机器人搜索的局部和全局路径的规划。利用MAKLINK图论理论对井下环境进行建模，并且采用Dijkstra算法规划出避障初始路径，最后依据距离改进蚁群算法节点选择得出优化的最终路径，完成搜索路径的规划。MATLAB仿真结果表明，优化的路径总长度明显优于初始路径并且改进的蚁群算法有着较好的收敛速度，可以满足多机器人搜救系统的要求。关键词：路径规划；搜救系统；机器人；蚁群算法；链接图中图分类号：TP242文献标识码：A文章编号：1001—3881(2014)15—01

3、0—5PathPlanningforMulti-robotRescueSystemunderCoalMineJINChun一，WANGShenggang，YINYuanyang(1．WirelessTransmissionTechnologyResearchInstitute，ChongqingUniversityofPostsandTelecommulacations，Chongqing400000，China；2．ChongqingJinouScience&TechnologyDevelopmentCo．，Ltd．，Chongqing400

4、041，China)Abstract：Becausecommunicationfacilitiesfromundergroundaredamagedandmaynotworknormallyafternlinedisaster，accu—ratepositionabouttrappedworkerscannotbeknown．Thedangerousenvironmentmaycausesecondaccidentandhurtrescueworkers．Tofindouttrappedworkersquickly，themuhi—robotr

5、escuesystemwasproposedcombinedwiththecharacteristicsofundercoalminewirelessenvironment，includingcreationofafreespacemodelforrobot，globalandlocalpathplanformulti—robotrescuesystem．TheMAKLINKgraphtheorywasusedtoestablishthefreespacemodelofthemobilerobot，andthenDijkstraalgorith

6、mwasutilizedtofindasub—optimalcollision—freepath．Lastly，theimprovedalgorithmbasedondistancetooptimizethelocationofsub—optimalpathwasa—doptedtogeneratetheoptimalpathofthemobilerobot．TheresultofMATLABsimulationexperimentshowsthattheproposedalgorithmhasabetterperformanceinconve

7、rgencespeedandmatchestothemulti—robotrescuesystem．Keywords：Pathplanning；Rescuesystem；Robot；Antcolonysystemalgorithm；MAKLINKgraph目前中国煤矿的安全系统的相关研究与应用已经划出来的路径比较平滑安全，缺陷在于存在局部最优取得了很大进步。但随着煤矿开采力度的日益增强，点问题。在栅格法中，栅格的大小决定着地图的精确矿难事故也偶有发生。对此，提出矿井中多机器人搜度，缺点在于在复杂的大面积环境中容易引起存储容救系统，系统通过多个移

8、动机器人在复杂危险通信中量的激增。可视图法在路径的搜索复杂性和搜索效率断的矿井中动态搭建临时通信网络，先行完成对井下上存在不足。人员的搜寻定位和环境信