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，它是機器人技術的一個重要分支，是機器人執(zhí)行任務的前提和基礎。多機器人系統(tǒng)中多機器人協(xié)作完成任務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、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上對其做了改進使其能夠更好適應機器人的全局路徑規(guī)劃。改進的內容包括自適應啟發(fā)函數(shù)、狀態(tài)選擇策略以及信息素分配機制。設置了一種靜態(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)的路徑沖突問題，提出一種動態(tài)優(yōu)先級規(guī)則，該方法