孫明,陳日輝,陳燕,陳小冰
(1.澳門科技大學,澳門 999078;2.珠??萍紝W院,廣東 珠海 519041)
隨著信息技術的發展,機器人的智能性和自主性不斷增強,新一代的自主移動機器人(Autonomous Mobile Robot,AMR)逐步在工農業生產和日常生活中發揮更加重要的作用。特別是近年來,根據新冠疫情防控的需要,大規模的消毒機器人,配送機器人的使用,大大提高了工作效率,降低了人際病毒的風險。其中,路徑規劃和導航技術的使用,是自主移動機器人(AMR)實現各項功能,完成各種任務的關鍵性因素。
路徑規劃是指機器人通過一定的算法規劃出一條從當前節點到任務節點的路徑,屬于運籌學和機器人學的基本問題之一。根據機器人對當前地圖環境的掌握程度,路徑規劃分為兩種類型,分別是通過激光、機器視覺等傳感器掌握局部地圖信息的局部路徑規劃,掌握全局地圖信息的全局路徑規劃。國內外學者分別對兩種路徑規劃方法進行了研究,探索出適用于局部路徑規劃的滾動窗口法(陳明建,林偉等,2017)、人工勢場法(石為人等,2010)、模糊邏輯控制法(孫揚智,2016)等,以及適用于全局路徑規劃的A*算法(章淑君與曹建成,2005)、蟻群算法(Dorigo,Maniezzo& Colorni,1996)、遺傳算法以及粒子群算法(王雷與李明,2017)等。
目前,機器人路徑規劃中的主流算法是A*算法以及在其基礎上進行的各種改進算法。A*算法在經典路徑規劃的Dijkstra算法的基礎上發展起來的一種啟發式搜索算法,具有運算時間短,收斂速度快,求解路徑的時間更短的優點,從而達到快速尋路的要求(章淑君與曹建成,2005)。……