近年來,隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步,移動(dòng)機(jī)器人已經(jīng)被越來越多地應(yīng)用到多種領(lǐng)域中,特別是將其應(yīng)用到家庭室內(nèi)服務(wù)中,不僅能夠協(xié)助人們或者自己獨(dú)立完成一些任務(wù),而且更大地方便了人們的家庭生活。路徑規(guī)劃技術(shù)是移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù),但目前仍存在盲目選擇路徑、計(jì)算速度緩慢等問題,所以合理、有效、準(zhǔn)確的路徑規(guī)劃算法是移動(dòng)機(jī)器人研究領(lǐng)域的重要內(nèi)容之一。本文在對(duì)當(dāng)前路徑規(guī)劃算法進(jìn)行分析的基礎(chǔ)之上,重點(diǎn)研究具有并行性、魯棒性強(qiáng)的蟻群算法并應(yīng)用于移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃。在介紹傳統(tǒng)蟻群算法的生物種群覓食原理的基礎(chǔ)上,針對(duì)蟻群算法搜索中存在的明顯的不足,比如螞蟻從路徑規(guī)劃起始點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)盲目搜索導(dǎo)致收斂速度較慢及前期存在的易陷入局部最優(yōu)解等問題。提出了添加雙向搜索方向機(jī)制和比例系數(shù)引導(dǎo)因子的啟發(fā)函數(shù)等思路,避免了算法在搜索過程中選擇與終點(diǎn)方向相背的區(qū)域行走或者走回路的現(xiàn)象。其次根據(jù)不同路段被選擇次數(shù)不同,設(shè)置不同信息素權(quán)重,強(qiáng)化了不同路段的重要性,加快算法收斂速度。最后在matlab軟件平臺(tái)上采用柵格地圖建立機(jī)器人實(shí)驗(yàn)環(huán)境仿真模型,進(jìn)行算法仿真,仿真結(jié)果驗(yàn)證了該方法的有效性。本文采用的硬件平臺(tái)為Respber... 

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 移動(dòng)機(jī)器人國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 路徑規(guī)劃技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 論文的主要內(nèi)容與研究思路
2 室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)分析與設(shè)計(jì)
    2.1 移動(dòng)機(jī)器人自主定位技術(shù)
    2.2 移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)
    2.3 環(huán)境建模設(shè)計(jì)
        2.3.1 環(huán)境建模方法分析
        2.3.2 柵格法建模優(yōu)化設(shè)計(jì)
    2.4 本章總結(jié)
3 改進(jìn)蟻群算法路徑規(guī)劃算法研究
    3.1 蟻群算法
        3.1.1 基本原理
        3.1.2 數(shù)學(xué)模型
        3.1.3 蟻群算法的優(yōu)缺點(diǎn)
    3.2 典型蟻群算法研究
        3.2.1 最大最小螞蟻系統(tǒng)
        3.2.2 自適應(yīng)蟻群算法
    3.3 改進(jìn)蟻群算法路徑規(guī)劃方法
        3.3.1 路徑引導(dǎo)搜索策略
        3.3.2 信息素?fù)]發(fā)因子更新
        3.3.3 啟發(fā)函數(shù)的設(shè)計(jì)
        3.3.4 節(jié)點(diǎn)信息素模型更新
    3.4 本章小結(jié)
4 ROS機(jī)器人平臺(tái)介紹及軟件設(shè)計(jì)
    4.1 機(jī)器人操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介
    4.2 移動(dòng)機(jī)器人SLAM技術(shù)
    4.3 ROS機(jī)器人系統(tǒng)架構(gòu)
    4.4 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)組成
    4.5 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
        4.5.1 運(yùn)動(dòng)控制器程序設(shè)計(jì)
        4.5.2 數(shù)據(jù)通信設(shè)計(jì)
    4.6 本章小結(jié)
5 室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃算法測(cè)試與分析
    5.1 陀螺儀校準(zhǔn)機(jī)器人角度
    5.2 實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景設(shè)置
    5.3 配置導(dǎo)航參數(shù)
        5.3.1 創(chuàng)建導(dǎo)航功能包
        5.3.2 創(chuàng)建環(huán)境地圖
    5.4 自主導(dǎo)航試驗(yàn)及結(jié)論
    5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 論文總結(jié)
    6.2 論文展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人自主導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)與方法[J]. 翟敬梅,劉坤,徐曉.  計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2020(04)
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[5]基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃[J]. 董瑤,葛瑩瑩,郭鴻湧,董永峰,楊琛.  計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2019(13)
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[7]多倉儲(chǔ)機(jī)器人協(xié)同路徑規(guī)劃與作業(yè)避碰[J]. 夏清松,唐秋華,張利平.  信息與控制. 2019(01)
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[9]巡線機(jī)器人視覺導(dǎo)航中的攝像機(jī)現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定[J]. 程立,吳功平,姚為.  光電子·激光. 2018(10)
[10]多自主式水下機(jī)器人的路徑規(guī)劃和控制技術(shù)研究綜述[J]. 趙蕊,許建,向先波,徐國華.  中國艦船研究. 2018(06)

博士論文
[1]基于貝葉斯濾波器的移動(dòng)機(jī)器人同時(shí)定位與地圖創(chuàng)建算法研究[D]. 徐巍軍.浙江大學(xué) 2016

碩士論文
[1]基于激光雷達(dá)的機(jī)器人定位和3D環(huán)境建模技術(shù)研究[D]. 葛增曄.北京交通大學(xué) 2018
[2]基于多目標(biāo)和動(dòng)態(tài)環(huán)境的室內(nèi)智能車路徑規(guī)劃[D]. 劉祎然.北京郵電大學(xué) 2018



本文編號(hào)：3704118