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东南大学

硕士学位论文

移动机器人完全遍历系统研究

姓名：刘奎

申请学位级别：硕士

专业：机械电子工程

指导教师：张赤斌

20060306
摘要移动机器人完全遍历系统研究指导老师：张赤斌副教授(东南大学机械工程系，南京)研究生：刘奎随着智能控制、计算机网络、仿生学以及人工智能等理论发展，移动机器人技术的研究及应用和通常所说的点到点的路径规划不同，完全遍历路径规划是一种在二维空间中特殊的路径规划，它要求机器人覆盖工作空间中的所有无障碍区域。本文以室内清洁遍历移动机器人为研究对象，系统地对移动机器人环境建模和遍历算法进行了分类研究。在此基础上，提出了一种新的完全遍历路径规划算法，并开发了完全遍历系统的硬件平台。本文主要完成以下内容：1．以单元分解覆盖方法的思想为中心，提出了一种新的基于栅格法和拓扑法的环境建模方法一—矩形环境建模，该模型由单元基点和交错网络组成。该模型将环境划分成若干个子区域，每个子2．在矩形环境建模的基础上，提出了基于搜索规则的完全遍历路径规划算法。算法将整个完全未遍历的子空间；局部采用模板法进行局部区域遍历。最后通过软件仿真表明：此算法信息存储量关键字：移动机器人，完全遍历，路径规划，环境建模，矩形分解法越来越受到国内外学者的重视。移动机器人的遍历路径规划有着广泛的应用前景，如清洁机器人、自主吸尘器、草坪修剪机、自主收割机、自主地面矿藏探测器等都是它的典型应用，因此移动机器人遍历路径规划受到广泛关注。区域通过基点和交错网络连接。子区域和基点一一对应，通过搜索基点便可以找到对应的子区域。遍历路径规划划分成两层：全局路径规划和局部路径规划。全局采用搜索规则完成基点搜索，找到小，简单高效，对较复杂的环境仍然具有很好的遍历效果。3．研制了移动机器人完全遍历系统的硬件平台，该硬件平台包括环境感知系统，电机驱动系统和主控板系统。
environmentPlanning,EnvironmentalAbstractMobileuniye礴i蛳Nanjing)a∞represented．ThenTheCompleteSystemrobots，v∞uumalgofiflunproposedplanningfoundplatformWords：MobileDecompositionResearchRobotsCoveragecendidate(SoutheastWi也thecontr01．computerrobotcoverageprospect．Manyappliancescompleteharvesters，landpresent,completeroboticsintelligencepeint-to-pointoftrajectorystudiedthecompletecoveragepathplanningofindoorrobots．Weanddesignedlucubmtedecompositioncomposeddividedregion(subspace)，inspecialpoint(marknode)．Ifthecorrespondingdecomposition,wehaveiucludslocalplanning,uncoveredsubspacecoveredbasedpresentedsimple，efficient’andcomplexembeddedperceptionCoverage，PathModeling，东南大学硕士学位论文Master：．Linofnewintelligence，mobiletheautomation．Completepathrobots，lawnmowers，automatedusually2-dimensional(2D)environments；ittoareaoftheworkspace．Thisthesisservicestudiedalgorithmsofmobileplatform．Insomeasalgorithm,weofcellulartherefound,thealgorithm,whichsubspacesplanning,theSOftwarethatalgorithmenvironment．addition,asystemIncludssystem(EEPS)，motorKeyforkuiAdviser：AssoetateProf．ZHANGChi-binfastdevelopmentprincipleinintelligentnetwork,bionicsartificialhasbecomefocusfieldofroboticswideapplicationrequireplanning,suchcleaningmined