基于嵌入式系统的迷宫机器人路径规划算法研究

摘要

随着科技技术的进步,从无人驾驶飞机到生产线上的机械手臂,从教学机器人到娱乐机器人,智能移动机器人在生产生活得到了越来越广泛的应用。其中迷宫机器人是目前研究的一个热点。
　　本论文以在迷宫中可以自主进行路径规划的机器人为研究对象,主要对其算法进行了深入的研究,通过对比深度优先搜索算法、广度优先搜索算法、Flood及其改进算法进行优化选取,以及记忆功能实现和优化,和运动控制等方面提出改进措施。同时对它的控制系统,微控制器系统,电源电路各个模块,车体结构等方面进行设计研究。
　　首先,通过阅读大量参考文献与实验,完成了车体结构的总体设计。经过调试,完成了最小系统,各电源电路模块的设计和零部件的选取。绘制了系统原理图,完成了硬件的设计。
　　其次,主要对一些经典的算法和改进算法应用于迷宫问题的求解,通过对比给出了深度优先搜索算法、广度优先搜索算法、Flood及其改进算法的优缺点,最终确定本论文将采用洪水算法结合向心法则来对迷宫进行探索,在此算法基础上通过优化后记忆功能使得迷宫机器人的探索更为有效和快速,利用实验证明其在求解迷宫问题上的可行性。
　　最后,针对迷宫机器人在实际行走迷宫过程中行走姿态和电机进行控制,对转弯和直线加速进行优化,确保其顺利高效地完成迷宫搜索任务。
　　论文给出了机器人走迷宫的详细硬件设计和软件实现过程,实现了迷宫机器人在无人干预的情况下自主完成迷宫探索任务。

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1 绪论

1.1研究背景

1.2研究意义

1.3迷宫机器人主要研究内容与研究难点

1.4小结

2迷宫机器人控制系统与车体结构设计

2.1迷宫机器人控制系统

2.2系统硬件选型及电路设计

2.3迷宫机器人车体结构设计

2.4小结

3 迷宫机器人的路径规划

3.1路径规划概述

3.2迷宫的规范

3.3迷宫坐标的建立

3.4记忆功能的实现

3.5记忆功能的优化

3.6迷宫算法

3.7算法方案比较

3.8小结

4 迷宫机器人的运动控制

4.1迷宫机器人行走姿态修正

4.2电机控制

4.3连续转弯

4.4直线冲刺

4.5小结

5 总结与展望

致谢

参考文献

附录 硕士研究生学习阶段发表论文