基于蟻群算法的移動撿球機(jī)器人的路徑規(guī)劃研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，智能機(jī)器人系統(tǒng)開始應(yīng)用在服務(wù)行業(yè)。服務(wù)型的自主式移動機(jī)器人的研究和設(shè)計越來越受到企業(yè)界和商業(yè)界的重視。在移動機(jī)器人系統(tǒng)中，基于視覺的路徑規(guī)劃是核心技術(shù)，它是機(jī)器人利用自身視覺傳感器來采集環(huán)境信息后根據(jù)路徑規(guī)劃算法自動導(dǎo)航。在介紹網(wǎng)球運(yùn)動特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，本文撿球機(jī)器人的路徑規(guī)劃問題是一種比較典型的組合優(yōu)化問題，本身具有復(fù)雜性、約束性、非線性、建模規(guī)范等特點(diǎn)。目前，已經(jīng)存在很多組合優(yōu)化算法來解決機(jī)器人路徑規(guī)劃問題，但很多算

2、法都存在一定的局限性。而蟻群算法具有正反饋、靈活性和協(xié)同性等特點(diǎn)，順應(yīng)路徑規(guī)劃算法的研究現(xiàn)狀和向智能化，仿生化發(fā)展的趨勢。因此，本文致力于基于蟻群算法的機(jī)器人撿球路徑規(guī)劃的研究，具體來說，主要在以下幾個方面作了研究工作。1.環(huán)境建模在分析本文的撿球問題為組合優(yōu)化問題的基礎(chǔ)上，以網(wǎng)球場為工作環(huán)境，建立撿球問題的旅行商模型，為蟻群算法的路徑搜索提供了一個物理環(huán)境的抽象空間；2.分析蟻群算法基本原理和工作流程，提出一種改進(jìn)蟻群算法：改進(jìn)信息素

3、更新策略，信息素全局更新和局部更新相結(jié)合，加強(qiáng)迭代最優(yōu)螞蟻的信息素強(qiáng)度；基于機(jī)器人撿球所走路徑最短且操作安全可靠，提出了一種路徑長度和轉(zhuǎn)彎角度相融合的“廣義路徑”評價函數(shù)。3.分析蟻群算法的代碼實(shí)現(xiàn)及算法的收斂性4.利用VC++軟件完成蟻群算法的代碼實(shí)現(xiàn)，并且對生成的撿球路徑進(jìn)行二次優(yōu)化，制作了一個用戶交互的仿真界面。5.與傳統(tǒng)搜索分析方法比較，證明蟻群算法具有實(shí)現(xiàn)簡單，效率較高，健壯性強(qiáng)等特點(diǎn)。最后，對本文的所做工作進(jìn)行了總結(jié)，同時對