基于改進蟻群算法的多機器人路徑規(guī)劃研究.pdf

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

2、規(guī)劃技術(shù)、單機器人及多機器人在具有動態(tài)障礙物環(huán)境中的避碰規(guī)劃方法，提出了一種基于動態(tài)優(yōu)先級規(guī)則、改進蟻群算法和滾動窗口雙層規(guī)劃的方法來解決多機器人的路徑規(guī)劃問題。主要工作如下：
　?。?）通過對基本蟻群算法的分析，在基本蟻群算法的基礎(chǔ)上對其做了改進使其能夠更好適應(yīng)機器人的全局路徑規(guī)劃。改進的內(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制。設(shè)置了一種靜態(tài)環(huán)境，對基本蟻群算法和改進的蟻群算法多次進行仿真實驗，證明了所提算法性能

3、的優(yōu)越性。
　　（2）針對動態(tài)環(huán)境中的機器人避障問題，提出滾動窗口和雙層規(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，在滾動窗口中使用局部避碰方法進行局部避碰。制定了動態(tài)障礙物預(yù)測方法，避碰策略以及機器人緊急避碰策略，最后在仿真軟件中仿真了單機器人的動態(tài)避碰過程，實驗結(jié)果驗證了所提算法的有效性。
　?。?）針對多機器人系統(tǒng)中出現(xiàn)的路徑?jīng)_突問題，提出一種動態(tài)優(yōu)先級規(guī)則，該方法