基于磁性細(xì)菌優(yōu)化算法的移動機(jī)器人路徑規(guī)劃.pdf

1、移動機(jī)器人路徑規(guī)劃技術(shù)是移動機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)中最重要的部分和環(huán)節(jié)，這一領(lǐng)域吸引了國內(nèi)外眾多專家學(xué)者去探索，目前已經(jīng)取得了豐富的成果。如何在有效地避開障礙物的同時規(guī)劃出最小代價的路徑，以此指引機(jī)器人移動，是一個值得深入研究的課題。最近十幾年不少的仿生智能優(yōu)化算法被用在移動機(jī)器人路徑問題上，并取得了不錯的效果。本文將一種新興的仿生智能算法“磁性細(xì)菌優(yōu)化算法”及其改進(jìn)算法應(yīng)用到路徑規(guī)劃當(dāng)中。本文主要完成如下工作:
　　首先對國內(nèi)外移動機(jī)器

2、人路徑規(guī)劃的研究現(xiàn)狀、研究方法等進(jìn)行了歸納和總結(jié)，分析了其各自優(yōu)點(diǎn)和不足之處。
　　其次，介紹了磁性細(xì)菌優(yōu)化算法，包括趨磁性細(xì)菌的基本概念、生物學(xué)行為和生物學(xué)模型的建立以及磁性細(xì)菌優(yōu)化算法原理多個方面，最后分析了算法各個參數(shù)對算法的影響。
　　然后，將磁性細(xì)菌優(yōu)化算法用于移動機(jī)器人路徑規(guī)劃。在路徑搜索之前進(jìn)行基于圖像識別技術(shù)的環(huán)境建模。首先利用攝像頭采集路徑環(huán)境信息，將圖像進(jìn)行一定的處理后得到障礙物的邊緣，然后按照縱橫比映射

3、到柵格圖中。針對路徑規(guī)劃中避障問題，使障礙物以機(jī)器人的半徑為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行擴(kuò)大以便機(jī)器人沿規(guī)劃好的路徑移動時能夠成功的躲避障礙物。建立仿真環(huán)境后，利用基本磁性細(xì)菌算法進(jìn)行路徑規(guī)劃仿真研究。針對磁性細(xì)菌算法在路徑搜索前期陷入局部最優(yōu)的問題，提出了路徑選擇策略和磁小體擴(kuò)增參數(shù)動態(tài)調(diào)整策略，對算法提出改進(jìn)。仿真結(jié)果表明改進(jìn)的算法性能得到了改善。
　　最后，針對磁性細(xì)菌優(yōu)化算法的路徑規(guī)劃時效較長的缺點(diǎn)，粒子群優(yōu)化算法快速全局搜索的優(yōu)點(diǎn)，本文將兩