【摘 要】
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当前我国的生产制造、物流运输等众多产业都在向现代化和智能化方向迅猛发展,对多移动机器人系统的应用需求也在不断攀升。与单移动机器人相比,多移动机器人系统具备更高的鲁棒性和执行能力,但相应的协调规划与控制方法也更加复杂。本文设计并改进了多移动机器人协调规划与控制方案,进一步增强了系统灵活性、稳定性和协调能力,对提升多移动机器人系统的工作性能和应用价值具有重要意义。根据多移动机器人系统应用需求,建立了混
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当前我国的生产制造、物流运输等众多产业都在向现代化和智能化方向迅猛发展,对多移动机器人系统的应用需求也在不断攀升。与单移动机器人相比,多移动机器人系统具备更高的鲁棒性和执行能力,但相应的协调规划与控制方法也更加复杂。本文设计并改进了多移动机器人协调规划与控制方案,进一步增强了系统灵活性、稳定性和协调能力,对提升多移动机器人系统的工作性能和应用价值具有重要意义。根据多移动机器人系统应用需求,建立了混合式控制体系,并对移动机器人个体功能结构和整体通信体系进行了设计与搭建。采用栅格法构建环境地图坐标系,对机器人和目标任务间的空间属性与能力属性进行了分析,获得了系统路径代价、执行代价以及任务之间的耦合关系信息,根据执行能力和任务耦合关系改进蚁群算法,并基于代价损耗实现整体效能评价,由此建立了多移动机器人任务分配方案,在保证任务可执行性的同时提高了分配效率与均衡性。设计了全局与局部双层协调路径规划体系,并分析了全局路径规划的性能要求,结合路径组亲和度评价方法提出了改进的免疫协同进化算法,增强了规划过程中各机器人全局路径的协同性能,实现了更加高效、优质的多移动机器人全局协同路径规划。针对系统运行过程中出现的局部碰撞情况,采用动态窗口法及时进行规划调整,建立了移动机器人正、逆运动学模型,使局部路径规划能够准确进行,并基于优先级机制对局部路径协调方案进行了设计,利用全局路径信息改进了局部协调规划过程,根据优先级设定路径协调的次序和范围,在尽量维护全局路径质量的同时,实现了移动机器人灵活有序的局部协调避碰。根据混合式体系运行流程完成了协调规划控制系统的设计与开发,并搭建了硬件工作环境,依托软硬件试验平台实现了多移动机器人系统的协调规划与控制过程。结果表明,多移动机器人系统协调规划与控制方案具有良好的可行性,能够进行更加快速、均衡且合理的任务分配,在取得全局最优路径质量的同时,实现了移动机器人个体灵活有序地局部协调避碰,有效增强了系统的整体稳定性和灵活协调能力。
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