复杂环境下多移动机器人协同路径规划
多移动机器人协同路径规划是机器人导航研究领域中极具挑战性的问题。

复杂环境下多移动机器人协同路径规划,需要为各机器人寻求一条从起始点到目标点的最优路径,同时保证机器人间以及机器人与动、静态障碍物之间无碰撞。

因此,如何实现机器人间的避碰和机器人与动态障碍物的避障是该问题的研究难点。

当前大部分研究仍聚集于静态环境下单机器人路径规划,复杂环境下多移动机器人协同路径规划问题仍是亟待解决的难题。

本文主要工作如下:1)针对单机器人全局路径规划问题,采用约束满足法构建优化数学模型,并结合问题属性提出一种改进蚁群算法。

利用当前节点的局部路径方向与起始点至终点的欧式路径方向夹角设计新启发式函数,引导机器人沿最短路径行走;根据可选节点数量设计避障规则,提高避障能力;依据路径长度对信息素进行比较更新,提高算法收敛速度。

实验表明,改进算法性能优于原始蚁群算法。

2)针对静态环境下多移动机器人协同路径问题,构建以路径长度短和暂停时间少为目标的多目标数学模型。

考虑到机器人之间存在碰撞冲突,研究启发式规则对冲突进行消除。

以单机器人全局路径规划为基础,研制出一种基于全局路径规划和融入启发式规则的局部路径调整的两阶段规划算法求解该问题,仿真实验表明了该算法的有效性。

3)针对动态环境下多移动机器人协同路径规划问题,基于静态环境下多移动机器人路径规划的研究成果,根据动态障碍物的运动性质研究避障方法,消除机器人与动态障碍物的碰撞冲突。

设计了相应的仿真实验,结果表明了该方法的有效性。

4)考虑
到企业的实际需要,设计了多移动机器人协同路径规划系统。

该系统具有较好的集成性和开放性,提供了用户登录、用户管理、单机器人调度方案和多机器人调度方案等交互界面,满足用户在不同运行环境下的需要。