移動機器人的全區(qū)域覆蓋算法研究.pdf

1、本論文來源于國家自然科學基金支持的重點項目“未知環(huán)境下移動機器人自主導航理論與方法的研究”(項目號：60234030)和國家基礎研究項目“多移動體的協(xié)作技術研究”(項目號：A1420060159)。作為上述項目研究的一部分，本論文研究目標是針對未知靜態(tài)區(qū)域，分別提出一種單、多機器人的全區(qū)域覆蓋算法，使移動機器人可靠、高效的遍歷區(qū)域，遍歷過程中完成相應的任務。 根據(jù)研究目標，本論文開展了以下幾個內(nèi)容的研究： (1) 提出一

2、種新的全區(qū)域覆蓋算法-對Acar算法的改進。算法根據(jù)機器人位置的變化確定機器人行走方向，當機器人沿障礙物邊界行走時，如果機器人行走方向發(fā)生改變，則可檢測到障礙物的關鍵點。可解決Acar算法中要求機器人帶有全方位傳感器、僅能處理邊界曲線光滑的障礙物以及不能有切線平行于障礙物邊界的缺陷。 (2) 結(jié)合中南大學智能控制研究所自行研制的移動機器人MORCS-1的相關特性，通過實驗，驗證了本文新的全區(qū)域覆蓋算法的可行性和正確性，詳細分析了

3、實驗結(jié)果。 (3) 針對單機器人進行全區(qū)域覆蓋的一些缺陷，在Rekleitis I算法的基礎上，結(jié)合本文新的全區(qū)域覆蓋算法，提出一種基于多機器人協(xié)作的全區(qū)域覆蓋算法。算法利用兩探索機器人沿邊界行走時是否改變機器人行走方向和兩者是否直線可見兩種方式檢測障礙物的關鍵點；設計了兩探索機器人沿邊界行走時保持直線可見的行走規(guī)則以及兩探索機器人直線可見被中斷時，如何恢復兩者直線可見并保證僅環(huán)繞覆蓋障礙物上下相鄰區(qū)域的規(guī)則；算法既可用于快速的