多机器人协作地图构建问题研究与仿真平台设计

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地图构建是智能自主移动机器人执行的基础任务之一,利用多机器人之间的协作可以更有效的完成地图构建任务。本文以移动机器人AS-R为仿真研究对象,对多机器人协作地图构建问题进行了研究。 本文首先分析了多机器人的体系结构,设计了由一个中心站和一组自治移动机器人组成的分层式多机器人群体体系结构。针对多机器人对未知环境的地图构建问题,提出了一种改进的基于栅格的地图描述方法,以确定某栅格所代表的区域是否属于待分区域;在此基础上设计了一种改进的基于动态分区的多机器人协作地图构建方法,以减少机器人的重复探测,提高系统的效率。 为了验证算法的有效性,在Visual C++6.0的开发环境下,开发了基于局域网通信的多机器人仿真实验平台。仿真平台分为服务器与客户端两部分,分别模拟中心站与自治移动机器人,前者主要实现建立环境地图、规划机器人的任务等功能,后者主要实现机器人的路线规划、轨迹生成等功能,并且通过局域网通信实现二者之间的数据交换。最后,结合算法进行仿真实验,仿真结果显示机器人的轨迹可以遍历环境中的非障碍物区域,验证了算法的有效性。
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