多機器人系統(tǒng)中的機器人路徑規(guī)劃研究.pdf

1、多機器人系統(tǒng)是目前機器人研究領(lǐng)域的熱點問題,是機器人學(xué)、控制理論、計算機技術(shù)、通信技術(shù)、電子技術(shù)和人工智能等多個技術(shù)學(xué)科交叉的產(chǎn)物。在多機器人相關(guān)技術(shù)的研究中,路徑規(guī)劃技術(shù)是其研究核心,是機器人實現(xiàn)自主導(dǎo)航,完成復(fù)雜智能任務(wù)的關(guān)鍵,體現(xiàn)了多機器人系統(tǒng)的智能化水平。因此,多機器人的路徑規(guī)劃問題作為機器人研究的重要課題,受到研究者們的一致關(guān)注。
　　 多機器人路徑規(guī)劃是以多機器人系統(tǒng)為對象,在同一工作空間中為每一個機器人找到一條最優(yōu)

2、路徑,保證每一時刻機器人與機器人之間無碰撞,機器人與障礙物之間無碰撞。雖然目前已存在許多用來解決該問題的算法,但隨著多機器人的工作環(huán)境越來越復(fù)雜,任務(wù)規(guī)劃的要求越來越高,尋求更佳的算法就成為該領(lǐng)域的一個研究熱點。在機器人硬件系統(tǒng)的精度短期內(nèi)得不到解決的情況下,對路徑規(guī)劃方法的研究尤為重要。本文在收集、整理和分析相關(guān)文獻資料的基礎(chǔ)上,研究分析各種已有的路徑規(guī)劃方法,綜合考慮多機器人系統(tǒng)的復(fù)雜性,提出新的適合于多機器人系統(tǒng)的路徑規(guī)劃方法。主

3、要研究內(nèi)容如下:
　　 (1)基于改進人工勢場法的機器人路徑規(guī)劃。
　　 針對傳統(tǒng)算法在處理多機器人路徑規(guī)劃中遇到的避障死鎖問題,提出了基于改進人工勢場法的路徑規(guī)劃方法。該方法根據(jù)傳統(tǒng)的單一固定人工勢場思想,在吸引力、排斥力的基礎(chǔ)上按照統(tǒng)一的規(guī)則對機器人增加旋轉(zhuǎn)力,使有碰撞危險的多個機器人都右轉(zhuǎn)(或左轉(zhuǎn)),避免了避障死鎖問題。隨后對有多機器人系統(tǒng)的仿真環(huán)境下用改進人工勢場法作了路徑規(guī)劃的仿真和分析,仿真結(jié)果表明在考慮到路

4、徑最優(yōu)性應(yīng)以路徑規(guī)劃安全性為前提下得到規(guī)劃結(jié)果是可以接受的。
　　 (2)多機器人系統(tǒng)中的機器人路徑規(guī)劃。
　　 針對多機器人工作環(huán)境的復(fù)雜性,提出全局規(guī)劃與局部規(guī)劃相結(jié)合的分層結(jié)構(gòu),先用遺傳算法對多機器人做全局規(guī)劃,在前進過程中若有機器人之間的距離小于安全距離,則采用改進人工勢場法進行避障直至脫離避障危險,這種結(jié)構(gòu)可以將環(huán)境信息反饋與局部路徑優(yōu)化的機制充分結(jié)合,是體現(xiàn)多機器人在同一工作空間尋找全局目標的一種較好的思路,