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题名基于新型栅格启发式算法的矿井机器人路径规划
被引量：5
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作者
王鹤
陈静
滕瑛瑶
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机构
河南工程学院机械工程学院
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出处
《工矿自动化》
北大核心
2020年第8期64-69,共6页
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基金
河南省科技攻关项目(182102310769)。
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文摘
在传统正方形栅格地图中,存在机器人遇到障碍物时沿对角线方向移动易与障碍物碰撞,其绕障和平稳性等方面的能力较差且实时探测过程中每步消耗的时间无法唯一确定等问题。针对上述问题,提出了以正六边形栅格化的工作环境为基础,采用改进的启发式路径搜索算法对多个并行移动的矿井机器人进行路径优化的方法。从绕障转角、绕障能力及最优路径3个方面,对单个机器人在正方形和正六边形栅格建模环境中的运动性能进行比较分析,结果表明:就单个机器人来说,正六边形栅格地图下的路径长度代价小于正方形栅格地图的路径长度代价;从单个机器人的路径规划来看,正六边形栅格地图更有利于获得最短路径,从而得出正六边形栅格比传统正方形栅格更适合于机器人工作环境的建模。针对多个协同操作的机器人并行移动的路径规划问题,在正六边形栅格化的工作空间建模基础上,采用改进的启发式路径搜索算法对多个机器人的路径进行优化:采用改进的启发式估计函数规划多个协同操作的机器人路径,该函数决定了当前机器人所在位置周围所有相邻栅格中哪一个即将被机器人遍历。依据机器人已经遍历的栅格数和候选栅格与该机器人目标栅格之间的变形曼哈顿距离,该启发式估计函数可评估出相邻栅格的适应度值。仿真结果表明:正六边形栅格地图在路径总长及算法运行时间上均比正方形栅格地图减少了10%以上,且有效避免了机器人与静态障碍物之间及机器人之间发生碰撞,提高了机器人的安全性;随着机器人数量的增多,改进的启发式路径搜索算法对正六边形栅格地图的机器人路径和算法运行时间的优化作用更加明显。
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关键词
矿井机器人路径规划
路径优化
启发式路径搜索算法
正六边形栅格
静态障碍物
动态障碍物
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Keywords
path planning of mine robot
path optimization
heuristic path search algorithm
regular hexagon grid
static obstacle
dynamic obstacle
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分类号
TD77
[矿业工程—矿井通风与安全]
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题名基于TSP理论的矿井作业机器人路径规划问题探究
被引量：1
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作者
崔伏建
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机构
国投煤炭郑州能源开发有限公司
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出处
《电子测试》
2015年第8期24-27,共4页
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文摘
随着国家对自动化作业的重视,越来越多的矿井开始引入矿井作业机器人进行煤矿的挖掘和开采,但是矿井下环境恶劣,而且大型矿井内部结构复杂,因此井下作业机器人对路径规划能力有很高的要求。本文引入旅行商问题的思想寻求最优运动路径;应用图论相关知识对矿井结构示意图进行分析转化,引入Dijkstra算法解决最短路径问题,并在代价矩阵中添加角度递增函数确定优先权,最后使用离散粒子群算法进行仿真求解,取得了较好的实验效果。
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关键词
矿井作业机器人:路径规划
旅行商问题
Dijkstra算法:离散粒子群算法
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Keywords
mine working robot
path planning
traveling salesman problem
Dijkstra algorithm
discrete particleswarm optimization algorithm
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分类号
TD67
[矿业工程—矿山机电]
TP242
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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