不确定动态环境下移动机器人的完全遍历路径规划 被引量：27

1

作者 邱雪娜 刘士荣 +1 位作者 宋加涛 Simon X.YANG 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2006年第6期586-592,共7页

基于生物激励神经网络、滚动窗口和启发式搜索,提出了一种新的完全遍历路径规划方法.该方法用G rossberg的生物神经网络实现移动机器人的局部环境建模,将滚动窗口的概念引入到局部路径规划,由启发式算法决定滚动窗口内的局域路径规划目... 基于生物激励神经网络、滚动窗口和启发式搜索,提出了一种新的完全遍历路径规划方法.该方法用G rossberg的生物神经网络实现移动机器人的局部环境建模,将滚动窗口的概念引入到局部路径规划,由启发式算法决定滚动窗口内的局域路径规划目标.该方法能在不确定动态环境中有效地实现机器人自主避障的完全遍历路径规划.仿真研究证明了该方法的可用性和有效性. 展开更多

关键词 遍历路径规划 生物激励神经网络 滚动窗口 启发式规划

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基于蚁群算法的完全遍历路径规划研究 被引量：24

2

作者 张赤斌 王兴松 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第16期1945-1949,共5页

提出了一种局部区域遍历和全局运动规划相结合的完全遍历路径规划方法;针对基于Boustrophedon单元分解所得区域的特点,机器人可在局部区域内采用往复运动的方式实现遍历。该方法定义了遍历空间中子区域间综合连通距离,综合连通距离包括... 提出了一种局部区域遍历和全局运动规划相结合的完全遍历路径规划方法;针对基于Boustrophedon单元分解所得区域的特点,机器人可在局部区域内采用往复运动的方式实现遍历。该方法定义了遍历空间中子区域间综合连通距离,综合连通距离包括区域之间的连通关系、区域之间的最短距离、区域之间的障碍物情况等要素,整个遍历空间中的连通关系由一个完全赋权连通矩阵表示。采用蚁群算法对子空间遍历距离进行优化,得到了最短全局遍历顺序。最后以一个模拟环境为求解实例,证明了算法的有效性。 展开更多

关键词 移动机器人 完全遍历路径规划 蚁群算法 完全赋权连通矩阵

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一种室内扫地机器人全遍历路径规划方法研究 被引量：27

3

作者 简毅 高斌 张月 《传感器与微系统》 CSCD 2018年第1期32-34,共3页

针对目前室内扫地机器人大多采用随机式或者规划式清扫方式,会造成重复率高、覆盖率低及清扫时间长等问题,提出了一种沿边学习、子区域划分和局部地图创建、沿边向中扩展清扫循环的全遍历路径规划方法。机器人通过传感器沿第一条边学习... 针对目前室内扫地机器人大多采用随机式或者规划式清扫方式,会造成重复率高、覆盖率低及清扫时间长等问题,提出了一种沿边学习、子区域划分和局部地图创建、沿边向中扩展清扫循环的全遍历路径规划方法。机器人通过传感器沿第一条边学习周围环境,学习结束后划分子区域并建立局部地图;以子区域边界点为起点沿边向中扩展遍历清扫子区域;完成子区域清扫后以遍历终点为起点进行第二条边学习,直到完成整个环境区域的清扫。实验验证方法覆盖率提高了4%~8%,清扫时间缩短了2~7 min,且成本低、方法简单易行,具有一定的应用价值。 展开更多

关键词 扫地机器人 沿边学习 子区域划分 局部地图 全遍历路径规划

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移动机器人全覆盖路径规划研究 被引量：18

4

作者 王俭 赵鹤鸣 陈卫东 《微计算机信息》 北大核心 2006年第03Z期194-197,共4页

移动机器人的全局路径规划基本上可分为起点到终点寻优和全覆盖寻优两种。所谓全覆盖寻优路径规划,是指移动机器人快速而高效率地走遍一个区域内除障碍物以外的全部地方。对全覆盖路径规划方法的研究现状加以分析、比较和归纳,对全覆盖... 移动机器人的全局路径规划基本上可分为起点到终点寻优和全覆盖寻优两种。所谓全覆盖寻优路径规划,是指移动机器人快速而高效率地走遍一个区域内除障碍物以外的全部地方。对全覆盖路径规划方法的研究现状加以分析、比较和归纳,对全覆盖路径规划方法的发展趋势和研究方向进行探讨,也介绍作者自己的研究工作,同时对国内外刚开始不久的多机器人协作在全覆盖路径规划领域的研究工作也予以介绍,最后归纳出全覆盖寻优路径规划的发展方向及待解决的问题。 展开更多

关键词 移动机器人 全覆盖 路径规划 环境地图 区域分解

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基于改进神经网络的多AUV全覆盖路径规划 被引量：18

5

作者 朱大奇 朱婷婷 颜明重 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1505-1514,共10页

针对三维环境下的多自主水下机器人(AutonomousUnderwaterVehicle,AUV)全覆盖路径规划问题,提出一种基于改进神经网络—Glasius生物启发神经网络(GlasiusBio-inspiredNeural Network,GBNN)的全覆盖路径规划算法。对AUV的水下工作环境构... 针对三维环境下的多自主水下机器人(AutonomousUnderwaterVehicle,AUV)全覆盖路径规划问题,提出一种基于改进神经网络—Glasius生物启发神经网络(GlasiusBio-inspiredNeural Network,GBNN)的全覆盖路径规划算法。对AUV的水下工作环境构建离散的三维栅格地图;根据栅格地图,建立相对应的三维GBNN模型;根据GBNN活性值的动态变化,AUV规划各自的搜索路径,对水下任务区域进行全覆盖搜索。仿真结果表示,多AUV可以协同完成覆盖搜索任务,能够自动避开各类静态和动态的障碍物,自动逃离路径的死锁区。 展开更多

关键词 多AUV 三维环境 全覆盖路径规划 Glasius生物启发神经网络

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基于子区域的机器人全覆盖路径规划的环境建模 被引量：14

6

作者 王俭 赵鹤鸣 陈卫东 《苏州科技学院学报（工程技术版）》 CAS 2004年第1期72-75,共4页

研究了移动机器人在含障区域内完成全覆盖行走的优化环境建模。将子区域内行走路线、区域分割和子区域衔接顺序三方面结合,进行总体优化的考虑。提出用“双线扫法”完成区域的分割,选择“向内螺旋式”行进作为子区域内部行进路径,构造... 研究了移动机器人在含障区域内完成全覆盖行走的优化环境建模。将子区域内行走路线、区域分割和子区域衔接顺序三方面结合,进行总体优化的考虑。提出用“双线扫法”完成区域的分割,选择“向内螺旋式”行进作为子区域内部行进路径,构造整个待覆盖区域全连通图模型,用旅行商问题解法求最优的有向全连通图,取得了令人基本满意的结果。 展开更多

关键词 子区域 机器人 全覆盖 路径规划 分割 连通图 环境建模

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机器人全覆盖最优路径规划的改进遗传算法 被引量：15

7

作者 刘松 李志蜀 李奇 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2009年第31期245-248,共4页

全区域覆盖是一种特殊的路径规划,要求遍历环境中所有的可达区域。目前已经提的许多算法,如模板算法、分块算法等,都只能保证覆盖所有的区域,对于寻找全局最优解却无能为力。提出了一种基于遗传算法的全区域覆盖算法,结合分块算法和模... 全区域覆盖是一种特殊的路径规划,要求遍历环境中所有的可达区域。目前已经提的许多算法,如模板算法、分块算法等,都只能保证覆盖所有的区域,对于寻找全局最优解却无能为力。提出了一种基于遗传算法的全区域覆盖算法,结合分块算法和模板算法的优点。先采用矩形分解法将环境划分成若干个相邻的子模块,并为每一个子模块选用相应的模板,从而生成覆盖路径,然后采用遗传算法找出最优的路径。算法在虚拟环境中进行了实验,实验结果证明了其可行性和有效性。 展开更多

关键词 全区域覆盖路径规划 遗传算法 矩形分解法 模板算法

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已知环境下一种高效全覆盖路径规划算法 被引量：14

8

作者 刘淑华 夏菁 +1 位作者 孙学敏 张友 《东北师大学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期39-43,共5页

提出一种基于栅格表示的非结构化环境下移动机器人的高效全覆盖路径规划算法.移动机器人采取内螺旋算法从起始点进行覆盖,当陷入覆盖死角时,采用野火法搜索周边离它最近的未覆盖点,找到后按A*算法规划出一条路径到达新的覆盖起点,直到... 提出一种基于栅格表示的非结构化环境下移动机器人的高效全覆盖路径规划算法.移动机器人采取内螺旋算法从起始点进行覆盖,当陷入覆盖死角时,采用野火法搜索周边离它最近的未覆盖点,找到后按A*算法规划出一条路径到达新的覆盖起点,直到全部覆盖为止.仿真结果表明该算法的覆盖率达到100%,重复率较其他算法低.而且从理论上进一步证明了该算法的有效性. 展开更多

关键词 全覆盖路径规划 内螺旋算法 野火法 A＊算法

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生物激励神经网络路径规划仿真研究与改进 被引量：11

9

作者 范莉丽 王奇志 孙富春 《北京交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期84-88,共5页

生物激励神经网络移动机器人路径规划方法是一种新颖的方法,可用于在动态不确定环境下生成实时的避障轨迹.本文的仿真结果表明当该方法被应用于点对点路径规划时,生成路径可能不满足路径长度要尽可能短的约束条件;当该方法被应用于全覆... 生物激励神经网络移动机器人路径规划方法是一种新颖的方法,可用于在动态不确定环境下生成实时的避障轨迹.本文的仿真结果表明当该方法被应用于点对点路径规划时,生成路径可能不满足路径长度要尽可能短的约束条件;当该方法被应用于全覆盖路径规划时,生成路径可能不满足覆盖过程应有规律和重复覆盖应尽可能少的约束条件.本文对上述出现的不合理现象进行了理论分析并分别提出了在点对点路径规划中引进目标制导和在全覆盖路径规划中引进规则制导的改进方法.仿真结果表明改进方法是有效的. 展开更多

关键词 移动机器人 路径规划 生物激励神经网络 点对点路径规划 全覆盖路径规划

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清扫机器人路径规划的研究 被引量：13

10

作者 李瑞峰 张超 +1 位作者 黄超 霍光磊 《机械设计与制造》 北大核心 2012年第12期160-162,共3页

定位和全覆盖是清扫机器人路径规划的最基本问题。研究了机器人在环境中的相对定位,并采用卡尔曼滤波进行滤波处理,减小误差。研究了基于生物激励神经网络的路径规划算法,通过仿真,发现在障碍物多的情况下重复率较高的问题。对算法进行... 定位和全覆盖是清扫机器人路径规划的最基本问题。研究了机器人在环境中的相对定位,并采用卡尔曼滤波进行滤波处理,减小误差。研究了基于生物激励神经网络的路径规划算法,通过仿真,发现在障碍物多的情况下重复率较高的问题。对算法进行了改进,提出了一种基于模板的生物激励神经网络的路径规划算法。通过仿真实验,发现算法在减少重复率方面是有效可行的。 展开更多

关键词 全覆盖 生物激励神经网络 路径规划 清扫机器人

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未知环境下移动机器人遍历路径规划 被引量：11

11

作者 郭小勤 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2010年第1期172-174,202,共4页

为提高未知环境下移动机器人遍历路径规划的效率,提出了一种可动态调节启发式规则的滚动路径规划算法。该算法以生物激励神经网络为环境模型,通过在线识别环境信息特征,动态调用静态搜索算法和环绕障碍搜索算法,有效减少了路径的转弯次... 为提高未知环境下移动机器人遍历路径规划的效率,提出了一种可动态调节启发式规则的滚动路径规划算法。该算法以生物激励神经网络为环境模型,通过在线识别环境信息特征,动态调用静态搜索算法和环绕障碍搜索算法,有效减少了路径的转弯次数。引入虚拟障碍和直接填充算法,解决了U型障碍区域的连续遍历问题。最后通过仿真实验表明了该方法在未知复杂环境下的有效性。 展开更多

关键词 遍历路径规划 动态启发式规则 滚动窗口 直接填充 神经网络

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储罐探伤爬壁机器人全遍历路径规划方法 被引量：11

12

作者 唐东林 袁波 +2 位作者 胡琳 李茂扬 魏子兵 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期253-261,共9页

储罐探伤爬壁机器人全遍历路径规划要求机器人高效遍历储罐外壁全部无障碍物区域。结合邻接矩阵、路径选择函数,提出一种单元分解算法并应用于爬壁机器人路径规划中。首先,将爬壁机器人的工作环境简化为二维平面,并通过分析漏检面积确... 储罐探伤爬壁机器人全遍历路径规划要求机器人高效遍历储罐外壁全部无障碍物区域。结合邻接矩阵、路径选择函数,提出一种单元分解算法并应用于爬壁机器人路径规划中。首先,将爬壁机器人的工作环境简化为二维平面,并通过分析漏检面积确定机器人遍历基本路径;接着,建立栅格环境,对每个栅格赋予xi值以表示其栅格状态;其次,采用矩形分解法将工作环境划分为若干子区域,通过图的深度优先搜索算法和邻接矩阵确定各子区域的衔接顺序;最后,在子区域的遍历和切换过程中,引入方向函数yi来判断爬壁机器人是否陷入死区,结合xi值提出路径选择函数fi以引导爬壁机器人快速逃离死区。在虚拟环境中进行了仿真实验,仿真结果表明,该方法不仅能引导爬壁机器人以高覆盖率和低重复率遍历工作区域,而且能快速地逃离死区。全遍历路径规划的实现拓展了爬壁机器人在检测储罐罐壁中的应用。 展开更多

关键词 爬壁机器人 全遍历路径规划 深度优先搜索算法 邻接矩阵 方向函数 路径选择函数

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移动机器人全覆盖路径规划优化方法 被引量：8

13

作者 王俭 陈卫东 赵鹤鸣 《计算机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第22期162-163,185,共3页

从全局优化的角度出发,提出一种基于子区域分割的环境建模方法,将各个子区域缩成节点、子区域重心间距离缩成节点间连线,建立起含障区域的全连通图——广义距离矩阵模型,对Hopfield神经网络求解旅行商问题的动态规划方法进行改进后,将... 从全局优化的角度出发,提出一种基于子区域分割的环境建模方法,将各个子区域缩成节点、子区域重心间距离缩成节点间连线,建立起含障区域的全连通图——广义距离矩阵模型,对Hopfield神经网络求解旅行商问题的动态规划方法进行改进后,将其用于求该模型的最优有向连通图。机器人沿最短路径完成覆盖,就是按最优顺序走过连通图中所有节点并依次覆盖各节点所代表的子区域,从而完成移动机器人在含障区域内的全覆盖路径规划问题的优化解决方案。 展开更多

关键词 全覆盖 路径规划 神经网络 子区域 连通图

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基于二分搜索的牛耕式全覆盖规划算法研究 被引量：10

14

作者 赵慧南 刘淑华 +1 位作者 吴富章 程宇 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2011年第23期51-53,60,共4页

针对栅格环境下存在任意形状的静态障碍物问题,提出了结合二分搜索法的牛耕式全覆盖路径规划算法,该算法可以加速寻找下一个未覆盖空间的初始位置,提高了覆盖的效率。对该算法在多种室内环境中进行仿真,仿真结果表明该算法切实可行。另... 针对栅格环境下存在任意形状的静态障碍物问题,提出了结合二分搜索法的牛耕式全覆盖路径规划算法,该算法可以加速寻找下一个未覆盖空间的初始位置,提高了覆盖的效率。对该算法在多种室内环境中进行仿真,仿真结果表明该算法切实可行。另外,通过与其他全覆盖算法进行对比,结果表明该方法能有效地降低重复覆盖率。 展开更多

关键词 全覆盖路径规划 牛耕式 二分法

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储罐检测爬壁机器人全遍历路径规划 被引量：9

15

作者 唐东林 龙再勇 +2 位作者 汤炎锦 潘峰 游传坤 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2020年第2期162-171,共10页

针对爬壁机器人难以在储罐外壁实现全遍历检测的问题,提出了一种基于滚动窗口的优先级启发式路径规划算法。在滚动的可视窗口内基于栅格地图进行环境建模,利用优先级启发式算法在滚动的规划窗口内实现对遍历路径的搜索;针对环境中存在U... 针对爬壁机器人难以在储罐外壁实现全遍历检测的问题,提出了一种基于滚动窗口的优先级启发式路径规划算法。在滚动的可视窗口内基于栅格地图进行环境建模,利用优先级启发式算法在滚动的规划窗口内实现对遍历路径的搜索;针对环境中存在U型障碍物的情况,进行了U型障碍物识别和U型障碍物区域直接填充;当机器人陷入死区时,采用死区逃离算法使机器人顺利逃离死区。仿真结果表明,该路径规划方法能指导爬壁机器人在未知储罐外壁环境的情况下实现高效全遍历。研究结果对提高爬壁机器人在储罐外壁的遍历效率具有一定的理论和工程意义。 展开更多

关键词 爬壁机器人 全遍历路径规划 优先级启发式算法 滚动窗口 U型障碍物 死区逃离

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清洁机器人全覆盖路径规划算法综述 被引量：7

16

作者 刘海 郭小勤 余得贵 《机电产品开发与创新》 2008年第6期36-38,共3页

各种应用型移动机器人的设计是目前研究的焦点,它具有广阔的科研价值和市场前景,而路径规划技术是其中关键技术之一。本文系统总结了当前全覆盖路径规划算法的主要研究成果,并在覆盖效率、算法实现难易等指标方面进行比较剖析,探讨了各... 各种应用型移动机器人的设计是目前研究的焦点,它具有广阔的科研价值和市场前景,而路径规划技术是其中关键技术之一。本文系统总结了当前全覆盖路径规划算法的主要研究成果,并在覆盖效率、算法实现难易等指标方面进行比较剖析,探讨了各种算法的优势和不足。最后,提出进一步研究的方向。 展开更多

关键词 移动机器人 全覆盖路径规划算法 清洁机器人 栅格 子区域

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智能吸尘器全覆盖遍历路径规划及仿真实现 被引量：8

17

作者 马正华 李敏 +1 位作者 章明 储建华 《测控技术》 CSCD 北大核心 2012年第2期99-102,共4页

分析了常用的全覆盖遍历路径算法,提出了基于区域分割的全覆盖遍历路径规划的实现方案:首先智能吸尘器沿着水平与垂直路线扫描房间,将房间分成若干无障碍的小区域,然后以图的深度优先搜索算法确定这些小区域的衔接顺序,并在这些小区域... 分析了常用的全覆盖遍历路径算法,提出了基于区域分割的全覆盖遍历路径规划的实现方案:首先智能吸尘器沿着水平与垂直路线扫描房间,将房间分成若干无障碍的小区域,然后以图的深度优先搜索算法确定这些小区域的衔接顺序,并在这些小区域内以螺旋收缩算法进行遍历。在实验室环境内,在智能吸尘器最小系统上,通过实验验证了提出的全覆盖遍历路径规划。实验主要分为4项:走直线、直角转弯、子区域内螺旋行走、子区域衔接,实验证明智能吸尘器在给定的环境下,能够按照预想的效果进行遍历。 展开更多

关键词 全覆盖遍历路径算法 图搜索 区域分割

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智能扫地机器人的全覆盖路径规划 被引量：8

18

作者 黄月琴 罗兵 +2 位作者 邓辅秦 李伟科 杨勇 《五邑大学学报（自然科学版）》 CAS 2021年第2期51-58,共8页

全覆盖路径规划是智能扫地机器人重要的功能之一,但是基于单元分解方法的全覆盖路径规划对复杂的凹多边形环境分解过于细碎,规划的路径转弯多、调头多,优化效果常未达到最佳.结合扫地机器人的实际应用,在代价函数中加入了转弯和调头的开... 全覆盖路径规划是智能扫地机器人重要的功能之一,但是基于单元分解方法的全覆盖路径规划对复杂的凹多边形环境分解过于细碎,规划的路径转弯多、调头多,优化效果常未达到最佳.结合扫地机器人的实际应用,在代价函数中加入了转弯和调头的开销;在单元分解时保留可合并规划的凹区域不再分解;单元内路径优化考虑了相邻区域的统一规划和单元间转移,单元间采用全搜索结合蚁群算法得到最佳转移路径,实现了可适用于复杂环境的全覆盖路径性能优化.仿真实验结果表明该方法有效减少了路径的转弯、调头次数和合计总开销,提高了扫地机器人的全覆盖清扫效率. 展开更多

关键词 全覆盖路径规划 单元分解 全局优化 代价函数 扫地机器人

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基于复杂地块凸划分优化的多无人机覆盖路径规划 被引量：7

19

作者 薛镇涛 陈建 +3 位作者 张自超 刘旭赞 苗宪盛 胡贵 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期397-411,共15页

全覆盖路径规划是无人系统路径规划的重要内容之一。伴随无人机(UAV)技术的不断发展,无人机全覆盖路径规划在较多领域中已有重要运用,但在此过程中,往往会出现禁飞区和障碍物,需要进行路径规划保证飞行安全及效率。为此,基于凸划分优化... 全覆盖路径规划是无人系统路径规划的重要内容之一。伴随无人机(UAV)技术的不断发展,无人机全覆盖路径规划在较多领域中已有重要运用,但在此过程中,往往会出现禁飞区和障碍物,需要进行路径规划保证飞行安全及效率。为此,基于凸划分优化,提出了一种针对含有复杂障碍物的复杂地块的全覆盖路径规划方法,减少了覆盖路径长度,降低了覆盖路径总时间。复杂地块往往含有光滑曲线或崎岖的内凹边界轮廓,首先采用改进Douglas-Peucker算法,将复杂的地块边界压缩为复杂多边形边界,再用凹凸点检验标记顶点凹凸性。之后通过旋转主线找出最短主线方向,再使用随机路标法(PRM)寻找最短的辅线,并采用四种凸划分策略对于复杂地块进行凸划分优化,使得无人机在全覆盖过程中路径更短,工作效率更高。最后,对测试地块进行计算机仿真,达到整体路径比67.6%和54.9%的性能指标,并与其他凸划分优化算法在相同地块上进行比较,验证了本文算法在路径长度以及规划时间上相对更优。 展开更多

关键词 全覆盖路径规划 多无人机 复杂地块 复杂障碍物 凸划分优化 改进Douglas-Peucker算法 随机路标法

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双向清洗机器人玻璃幕墙完全遍历路径规划 被引量：7

20

作者 王妹婷 齐永锋 +1 位作者 陆柳延 吕学智 《机械设计与制造》 北大核心 2013年第11期211-213,共3页

报道了玻璃幕墙清洗机器人设计与路径规划多采用自上而下单向作业造成作业效率较低的现状,对具有双向作业功能的玻璃幕墙清洗机器人路径规划方法进行了研究。充分利用环境物理信息,提出一种考虑机器人往复主运动方向、集成栅格法与启发... 报道了玻璃幕墙清洗机器人设计与路径规划多采用自上而下单向作业造成作业效率较低的现状,对具有双向作业功能的玻璃幕墙清洗机器人路径规划方法进行了研究。充分利用环境物理信息,提出一种考虑机器人往复主运动方向、集成栅格法与启发式搜索算法并可应用于双向作业玻璃幕墙清洗机器人的完全遍历路径规划方法。最后以一个模拟环境为求解实例,证明了算法的有效性。仿真研究表明,该算法不仅简单有效,而且可明显改善路径规划性能,降低路径重叠率。 展开更多

关键词 清洗机器人 双向作业 完全遍历路径规划 主运动方向 栅格法 启发式搜索 玻璃幕墙

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