基于改进萤火虫算法的图书馆室内机器人避障路径规划研究.docx
基于改进萤火虫算法的图书馆室内机器人避障路径规划研究
目录
一、内容描述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2
研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2
国内外研究现状及发展趋势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
研究内容与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
二、图书馆室内环境分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
图书馆室内结构特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
机器人活动区域划分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
障碍物及其布局．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
三、路径规划技术概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
路径规划技术基本原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
路径规划技术分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
室内机器人路径规划技术难点与挑战．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
四、萤火虫算法原理及改进策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
萤火虫算法基本原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
萤火虫算法优化流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
改进萤火虫算法策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
五、基于改进萤火虫算法的图书馆室内机器人避障路径规划研究．．18
问题描述与建模．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20
算法设计与实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
关键技术研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23
仿真实验及结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24
六、室内机器人避障路径规划实现过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26
机器人定位系统搭建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
环境感知与障碍物识别．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
路径规划与决策制定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29
路径跟踪与避障策略调整．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30
七、实验结果与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31
实验设置与数据收集．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32
实验结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33
算法性能评估与对比研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34
八、结论与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35
研究结论总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35
研究成果对行业的贡献与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36
研究不足与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37
一、内容描述
本论文旨在通过引入改进的萤火虫算法（ImprovedFireflyAlgorithm，IFA）来解决图书馆室内机器人避障路径规划问题。首先，我们详细介绍了文献综述部分，探讨了当前避障路径规划领域中的关键技术及其存在的挑战。接着，我们将深入分析萤火虫算法的基本原理和特性，并对其进行必要的改进以提高其在复杂环境下的性能表现。
随后，我们详细介绍避障路径规划的具体需求与目标，包括如何确保机器人的安全移动以及优化其路径效率。在此基础上，将基于IFA算法设计并实现一个适用于图书馆内部环境的避障路径规划系统。实验结果表明，IFA算法能够有效提升避障路径的准确性和稳定性，同时显著减少路径搜索的时间消耗。