[毕业论文] 密宫机器人算法研究及其实现 [复制链接]

资料简介：

毕业论文-密宫机器人算法研究及其实现，共64页，20054字，附程序

摘 要

本文重点描述机器人在自动穿越密宫时遇到的算法问题，并对算法在实践中的应用进行论证，强调了机器人在行动过程中判别的自动化、智能化过程。算法的论证是基于密宫图形的拓扑学描述，而机器人相应的行动规则则基于密宫的矩阵分析。本文还就机器人的机械结构和电路设计方案进行阐述，对机器人在密宫中掉头转弯等动作可能出现的碰到墙壁的状况进行了分析并提出相应解决办法，通过制作基于单片机的轮式机器人并使用靠右算法实现了机器人在密宫中的探索。

目 录

摘 要 I

关键词 I

Abstract I

Key words II

1 前言 1

1.1 机器人的历史 1

1.2 密宫机器人的研究背景 2

1.3 密宫机器人的设计思路 3

2 密宫研究 4

2.1 密宫设计的矩阵表示 4

2.2 密宫设计的拓扑研究 7

2.3 密宫模型探究 9

3 算法研究 10

3.1 搜索算法概览 10

3.1.1 广度优先搜索 11

3.1.2 深度优先搜索 12

3.2 路径优化算法 14

3.2.1 Dijkstra算法 14

3.2.2 A*搜寻算法 15

3.2.3 遗传算法 16

3.2.4 蚁群算法 18

3.3 小车处于密宫环境下的分析 20

3.3.1 靠右算法和靠左算法 20

3.3.2 直线优先算法 24

3.3.3 带记忆功能的算法 24

3.3.4 结合坐标定位的算法 25

4 密宫机器人的硬件实现 26

4.1 密宫机器人的机械结构 27

4.1.1 行走方式分析 27

4.1.2 动力系统选择 28

4.1.3 防撞论证 30

4.2 密宫机器人的电路实现 33

4.2.1 系统主控部分 34

4.2.2 电机驱动 36

4.2.3 障碍物状态识别装置 38

4.3 实物照片及效果展示 41

4.3.1 各角度实物照片 41

4.3.2 机器人行进图 42

5 密宫机器人的程序流程图 46

5.1 主流程图 46

5.2 子程序流程图 48

5.2.1 电机控制流程图 48

5.2.2 路径纠正流程图 49

6. 系统调试 50

7. 总结 51

参考文献 53

致 谢 54

附录 55

附录A 控制程序 55

现代信息技术的三大基础是信息采集（传感器技术）、信息传输（通信技术）和信息处理（单片机技术）。机器人技术集现代信息技术之大成，融合了机械、电子、传感器、计算机、人工智能等方面，涉及当今众多前沿领域[6]。

密宫机器人的设计可以根据上述的三大基础展开，以传感器技术为支持，采集周边环境信息，并通过单片机内部通信交由单片机处理。单片机技术作为其核心主要用于分析环境信息，并将信息处理成算法，反馈给相应的部件，使部件按照算法的指挥行动，并实现密宫的搜索，最终达到走出密宫的目的。

由分析可知，要设计一款密宫机器人，除了对相应的机械设计和电路设计进行讨论，还要选择适合的算法，软硬件协同，方可实现最终目标。而算法，是机器人能够通过密宫的核心所在。

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