【摘 要】
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机器人技术是未来新型产业的高新技术之一。通过使用移动机器人代替人工作业,可以解放人力,同时避免一些未知的危险,保障人类安全。本文针对缺乏先验环境知识的工作任务,研究了多移动机器人系统的编队遍历探测路径规划,实现对环境的详细探测。首先,通过未知环境路径规划算法规划机器人的移动路径,结合建图算法获取未知环境的粗略地图。分析了基于Frontier的边界探索和基于RRT的边界探索这两种未知环境探索方法的优
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机器人技术是未来新型产业的高新技术之一。通过使用移动机器人代替人工作业,可以解放人力,同时避免一些未知的危险,保障人类安全。本文针对缺乏先验环境知识的工作任务,研究了多移动机器人系统的编队遍历探测路径规划,实现对环境的详细探测。首先,通过未知环境路径规划算法规划机器人的移动路径,结合建图算法获取未知环境的粗略地图。分析了基于Frontier的边界探索和基于RRT的边界探索这两种未知环境探索方法的优缺点及其适用情况。其次,根据获取的地图规划移动机器人的均匀和非均匀遍历探测路径。基于遍历理论,将遍历度量定义为移动机器人轨迹的时间平均统计量与地形空间分布统计量之间的差异。通过改进轨迹的时间平均统计量的计算,实现遍历路径规划。引入势场法实现机器人的避障路径规划。最后,本文提出将遍历路径规划与编队探测相结合,实现多机器人系统以特定的队形进行遍历探测。基于领航-跟随法,结合人工势场法,控制多机器人系统的队形。引入人工势场法,设计领航者和障碍物对跟随者的势场力函数,规划跟随者的编队路径和避障路径。本文通过设计可变势场力函数增益系数和跟随者的可变步长改进编队探测,使跟随者能更好地保持队形。通过对所提方法进行仿真研究,验证了多移动机器人编队遍历探测方法的有效性。
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