粒子群算法在清潔機(jī)器人全覆蓋路徑規(guī)劃中的應(yīng)用.pdf

1、當(dāng)今社會(huì)，隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，在各行各業(yè)中都出現(xiàn)了服務(wù)機(jī)器人的身影，不僅減少了人們的體力勞動(dòng)，也減輕了人們的腦力勞動(dòng)負(fù)荷，為人們的生活提供了極大的方便。作為服務(wù)機(jī)器人眾多產(chǎn)品中的其中一種，家庭清潔機(jī)器人近年來(lái)越來(lái)越受到人們的喜愛(ài)，也逐漸成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚慕M成部分。為了完成室內(nèi)環(huán)境的清潔，清潔機(jī)器人本身就要具有自主規(guī)劃路徑的能力和對(duì)室內(nèi)環(huán)境空間進(jìn)行地圖建立的功能。一般的移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃也就是點(diǎn)到點(diǎn)的路徑規(guī)劃，主要目標(biāo)就是搜索

2、一條從起始位置到目標(biāo)位置的最短或者最優(yōu)路徑的同時(shí)，并且避開(kāi)環(huán)境路徑中出現(xiàn)的所有障礙物。而清潔機(jī)器人的路徑規(guī)劃的主要目標(biāo)則是尋找能夠遍歷室內(nèi)環(huán)境的全部空間，也就是點(diǎn)到面的關(guān)系，當(dāng)然，并不僅僅要求規(guī)劃的路徑擁有最大的覆蓋率，重復(fù)率也是規(guī)劃路徑的主要因素之一。
　　本文室內(nèi)環(huán)境模型的建立采用的方法是柵格法，因?yàn)闁鸥穹ń⒌貓D方法簡(jiǎn)單，當(dāng)室內(nèi)環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，柵格地圖也比較容易進(jìn)行修改和重建。未知環(huán)境的全覆蓋的理想目標(biāo)就是在環(huán)境地圖上搜索一

3、條沒(méi)有重復(fù)的、無(wú)碰撞的、代價(jià)最小的并且能夠遍歷所有柵格的路徑。本文采用粒子群算法對(duì)室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行路徑規(guī)劃，相比較于其他算法，選擇粒子群算法的主要原因是實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單、收斂速度快、可調(diào)參數(shù)比較少，規(guī)劃路徑的效率也比較高，對(duì)于遍歷室內(nèi)環(huán)境所有空間的任務(wù)也能夠很好的完成。而當(dāng)室內(nèi)環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，機(jī)器人因?yàn)橛龅秸系K物陷入無(wú)法繼續(xù)前進(jìn)時(shí)，這個(gè)時(shí)候根據(jù)回溯法規(guī)定的策略，繼續(xù)搜索沒(méi)有被覆蓋的點(diǎn)，該算法可以加速尋找下一個(gè)未覆蓋空間的初始位置，繼續(xù)完成對(duì)剩余