基于改進(jìn)蟻群算法的多機(jī)器人路徑規(guī)劃研究.pdf

1、機(jī)器人路徑規(guī)劃是指在具有障礙物的環(huán)境中，機(jī)器人按照一定的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃出一條安全、無碰撞的最優(yōu)路徑，它是機(jī)器人技術(shù)的一個(gè)重要分支，是機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)的前提和基礎(chǔ)。多機(jī)器人系統(tǒng)中多機(jī)器人協(xié)作完成任務(wù)具有單機(jī)器人無法比擬的優(yōu)勢(shì)。目前，大部分的路徑規(guī)劃研究仍集中于單機(jī)器人在靜態(tài)環(huán)境中的規(guī)劃問題，在動(dòng)態(tài)及多機(jī)器人環(huán)境中的路徑規(guī)劃問題仍然是一個(gè)亟需值得深入研究的一個(gè)問題。
　　本文旨在解決多機(jī)器人動(dòng)態(tài)環(huán)境中的路徑規(guī)劃問題。分別研究了機(jī)器人的全局

2、規(guī)劃技術(shù)、單機(jī)器人及多機(jī)器人在具有動(dòng)態(tài)障礙物環(huán)境中的避碰規(guī)劃方法，提出了一種基于動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)規(guī)則、改進(jìn)蟻群算法和滾動(dòng)窗口雙層規(guī)劃的方法來解決多機(jī)器人的路徑規(guī)劃問題。主要工作如下：
　?。?）通過對(duì)基本蟻群算法的分析，在基本蟻群算法的基礎(chǔ)上對(duì)其做了改進(jìn)使其能夠更好適應(yīng)機(jī)器人的全局路徑規(guī)劃。改進(jìn)的內(nèi)容包括自適應(yīng)啟發(fā)函數(shù)、狀態(tài)選擇策略以及信息素分配機(jī)制。設(shè)置了一種靜態(tài)環(huán)境，對(duì)基本蟻群算法和改進(jìn)的蟻群算法多次進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，證明了所提算法性能

3、的優(yōu)越性。
　?。?）針對(duì)動(dòng)態(tài)環(huán)境中的機(jī)器人避障問題，提出滾動(dòng)窗口和雙層規(guī)劃相結(jié)合的避碰方法，在第一層規(guī)劃中利用全局規(guī)劃的方法規(guī)劃出靜態(tài)環(huán)境中的全局路徑，在第二層規(guī)劃中，在滾動(dòng)窗口中使用局部避碰方法進(jìn)行局部避碰。制定了動(dòng)態(tài)障礙物預(yù)測(cè)方法，避碰策略以及機(jī)器人緊急避碰策略，最后在仿真軟件中仿真了單機(jī)器人的動(dòng)態(tài)避碰過程，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了所提算法的有效性。
　?。?）針對(duì)多機(jī)器人系統(tǒng)中出現(xiàn)的路徑?jīng)_突問題，提出一種動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)規(guī)則，該方法