迷宮機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)與搜索算法研究.pdf

1、本文根據(jù)迷宮機(jī)器人走迷宮的實(shí)際特點(diǎn)，重點(diǎn)設(shè)計(jì)了迷宮機(jī)器人的機(jī)械機(jī)構(gòu)、傳感器系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等部分，并對(duì)機(jī)器人走迷宮的一些算法進(jìn)行了研究。 首先設(shè)計(jì)了迷宮機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)，采用前輪為萬向輪，后兩輪單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的三輪式結(jié)構(gòu)，其控制簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)靈活，能夠方便地實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎等動(dòng)作；其次設(shè)計(jì)了迷宮機(jī)器人的傳感器系統(tǒng)，迷宮機(jī)器人具有三個(gè)紅外和三個(gè)黑標(biāo)傳感器，能對(duì)迷宮的立體環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，三個(gè)紅外傳感器分別對(duì)機(jī)器人左前右三個(gè)方向的迷宮壁進(jìn)行檢測(cè)

2、，而黑標(biāo)傳感器則用來檢測(cè)迷宮地面白線以判斷是否到了一個(gè)新的迷宮格，并且相互配合進(jìn)行終點(diǎn)檢測(cè)和機(jī)器人姿態(tài)的調(diào)整，以防止機(jī)器人在迷宮中迷路；再次設(shè)計(jì)了基于AVR(ATmega16L)微處理器的控制系統(tǒng)硬件部分，主要包括PWM功率驅(qū)動(dòng)模塊，串行通訊模塊以及微處理器模塊和電源模塊等。 同時(shí)把一些經(jīng)典的盲目搜索算法應(yīng)用于迷宮問題的求解，如深度優(yōu)先算法和廣度優(yōu)先算法，并對(duì)兩種算法進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真，給出了各自的優(yōu)缺點(diǎn)。根據(jù)蟻群混合算法的原理，

3、在蟻群算法的基礎(chǔ)上提出了雙蟻群算法：即把蟻群分成兩部分，種群一按深度優(yōu)先算法搜索路徑，并把得到的最優(yōu)路徑信息提供給蟻群二，蟻群二按照蟻群算法搜索路徑，并根據(jù)兩個(gè)種群的最優(yōu)路徑信息修改信息素濃度分布，雙蟻群算法克服了普通蟻群算法收斂速度慢、易停滯等問題，實(shí)驗(yàn)證明了該算法在求解迷宮問題上的有效性。 迷宮機(jī)器人走迷宮時(shí)只能利用局部信息，而且處理器的速度和空間有一定的限制，其目的是找到一條從入口到出口的通路，所以在分析了以上各種算法的優(yōu)