煤炭開采過程中一旦發(fā)生安全事故,礦井環(huán)境就會變得錯綜復雜。礦井環(huán)境探測機器人能夠代替救援人員快速進入復雜危險的災后現(xiàn)場,完成環(huán)境探測和人員搜索任務。機器人的路徑規(guī)劃是井下盲區(qū)搜尋的關(guān)鍵技術(shù),對機器人路徑規(guī)劃進行深入的研究具有重要的意義。本文從礦井特殊的環(huán)境特點以及機器人控制的需求出發(fā),研究礦井環(huán)境探測機器人的路徑規(guī)劃方法。本課題受到“十三五”國家重點研發(fā)計劃項目“煤礦災變環(huán)境信息偵測和存儲技術(shù)及裝備”(2016YFC0801800)的支持。主要的研究工作如下:(1)對目前常見的路徑規(guī)劃的方法進行分析。目前常見的路徑規(guī)劃的方法通常分為兩類:傳統(tǒng)規(guī)劃方法和智能規(guī)劃方法。通過對這些算法的分析以及對比得出各個算法的優(yōu)缺點,并對后期算法的選取提供一定的指導。(2)使用柵格地圖對礦井環(huán)境進行構(gòu)建。目前,柵格地圖法、可視圖法、自由空間法和拓撲圖等眾多方法可以構(gòu)建本文所要研究的礦井環(huán)境。為了方便后續(xù)的研究,本文選用柵格地圖法。(3)本文對遺傳算法在路徑規(guī)劃當中的應用進行了改進。通過對遺傳算法深入的探究,發(fā)現(xiàn)遺傳算法在路徑規(guī)劃當中存在優(yōu)勢和不足。遺傳算法雖然全局搜索能力較強,但是由于初始解的產(chǎn)生是隨機的...

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
變量注釋表
1 緒論
    1.1 研究背景和研究意義
    1.2 礦井機器人的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 路徑規(guī)劃的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
2 移動機器人路徑規(guī)劃算法分析
    2.1 引言
    2.2 傳統(tǒng)路徑規(guī)劃算法
    2.3 智能路徑規(guī)劃算法
    2.4 機器人路徑規(guī)劃的發(fā)展趨勢
    2.5 本章小結(jié)
3 礦井環(huán)境探測機器人工作環(huán)境模型
    3.1 引言
    3.2 機器人工作環(huán)境建模
    3.3 柵格地圖分析
    3.4 柵格地圖構(gòu)建及標識方法
    3.5 本章小結(jié)
4 基于改進型遺傳算法的路徑規(guī)劃研究
    4.1 引言
    4.2 遺傳算法的原理
    4.3 改進遺傳算法在機器人路徑規(guī)劃中的應用
    4.4 算法的步驟以及流程圖
    4.5 仿真實驗及分析
    4.6 本章小結(jié)
5 基于改進型遺傳算法和改進型蟻群算法融合的路徑規(guī)劃研究
    5.1 引言
    5.2 蟻群算法的基本原理
    5.3 典型蟻群算法
    5.4 算法融合框架
    5.5 融合算法中蟻群算法部分的改進
    5.6 算法的步驟以及流程圖
    5.7 仿真實驗及分析
    5.8 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 主要工作與總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻
作者簡歷
學位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3741248