基于網格化場景下多車式機器人運動協調算法研究與實現.pdf

1、近半個世紀以來，機器人相關技術在理論和應用方面都取得了許多重大突破，其應用領域也涵蓋到現代科學界的諸多方面，例如自動化工業(yè)、航空航天、智能服務、農業(yè)等等。隨著應用領域的大幅擴展，多機器人系統(tǒng)的研究也受到越來越多的科研學者的關注，因為單個機器人已逐漸無法勝任人類賦予他們的任務，對于一些復雜動態(tài)環(huán)境下的任務，多機器人系統(tǒng)相比單個機器人的靈活性更高，容錯能力也較強，并且其可以利用時間、空間分布性及功能上的相互合作來完成新需求下更加復雜的任務，

2、并且完成任務的時間效率更高，完成效果更好。因此，如何處理多個機器人在同一環(huán)境下的協同工作時的運動協調問題，已成為當前機器人群體智能領域的新課題，具有重要的理論與現實意義。本文的研究目標是，在一個二維平面場景中，存在多個模型一致的機器人同時發(fā)生移動，如何在保證機器人之間不發(fā)生碰撞的前提下，使得所有機器人完成移動任務的總時間最短。
　　針對同一環(huán)境中多機器人的運動協調問題，本文提出了基于場景網格化的多機器人運動協調求解算法。該算法主要

3、由路徑生成、碰撞區(qū)段計算、運動協調求解三大模塊組成。首先，本文采用基于三次貝塞爾曲線的路徑生成算法，為場景中每個機器人規(guī)劃出一條與靜態(tài)障礙物無碰撞的路徑，其次，在碰撞區(qū)段計算模塊采用包圍盒的方法進行對象間碰撞檢測，并通過場景網格化方法來縮小所需檢測的范圍，最后，在運動協調模塊，基于前兩個模塊的算法結果，考慮機器人的運動學模型，利用數學建模將協調問題轉化為混合整數線性規(guī)劃的最優(yōu)化問題來求解，得到每個機器人對應的速率曲線，該速率曲線滿足機器