基于STM32迷宫机器人设计与实现

1

作者 范县成 汤巍 +1 位作者 余叶青 李涛 《海南热带海洋学院学报》 2025年第2期74-85,共12页

根据IEEE标准微型迷宫机器人设计需求,搭建微控制器为STM32F767的迷宫机器人硬件平台,并与重构前迷宫机器人质量和体积进行对比。根据A*算法应用到迷宫机器人路径规划中存在搜索时间长,搜索代价高等问题,提出一种改进A*迷宫机器人路径... 根据IEEE标准微型迷宫机器人设计需求,搭建微控制器为STM32F767的迷宫机器人硬件平台,并与重构前迷宫机器人质量和体积进行对比。根据A*算法应用到迷宫机器人路径规划中存在搜索时间长,搜索代价高等问题,提出一种改进A*迷宫机器人路径规划算法。通过改进A*算法准确搜索全局最优路径,并进行贝塞尔曲线路径平滑处理。结果表明,硬件重构的迷宫机器人重量更轻、体积更小。改进A*算法相对于部分算法在仿真时间、搜索代价和最优路径上分别缩减45.99%、64.79%和18.02%,算法性能明显提高。平滑后的路径更适合机器人运动,机器人能够精确控制转弯,改进机器人路径的可控性,所设计的迷宫机器人能够完成迷宫搜索、路径规划和迷宫冲刺,验证算法设计的可行性和安全性。 展开更多

关键词 迷宫机器人 STM32F767 硬件平台 改进A*算法 贝塞尔曲线

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迷宫机器人虚拟竞赛系统实现方法研究

2

作者 袁臣虎 张伟翔 《计算机仿真》 2025年第5期426-432,558,共8页

新冠疫情之下,迷宫机器人线下竞赛受到严重影响,开发适用于线上竞赛需求的迷宫机器人虚拟竞赛系统尤为必要,针对Ubuntu环境下的迷宫机器人虚拟竞赛系统实现方法展开研究。利用URDF模型文件建立了迷宫机器人模型,设计了迷宫机器人的主体... 新冠疫情之下,迷宫机器人线下竞赛受到严重影响,开发适用于线上竞赛需求的迷宫机器人虚拟竞赛系统尤为必要,针对Ubuntu环境下的迷宫机器人虚拟竞赛系统实现方法展开研究。利用URDF模型文件建立了迷宫机器人模型,设计了迷宫机器人的主体部件并根据迷宫机器人功能需求设置了各部件通信属性。利用WORLD标签文件实现了迷宫地图,完成了标准迷宫图形符号文件的设计及其Gazebo加载。通过LAUNCH启动文件完成了迷宫机器人和迷宫地图的启动封装。研究了利用Python语言实现迷宫机器人的运动控制和迷宫任务的方法,包括各通信话题消息的发布和订阅、迷宫机器人的直行和转弯控制、迷宫信息检测和存储、路径搜索方法和冲刺算法等。最后通过RVIZ和迷宫机器人仿真评测系统进行迷宫机器人虚拟竞赛系统的仿真,结果表明迷宫机器人能够很好的完成不同难度的迷宫任务,证明了提出的迷宫机器人虚拟竞赛系统实现方法的可行性,研究成果与当前成熟的互联网技术相结合可作为迷宫机器人线上竞赛一种很好的解决方案。 展开更多

关键词 迷宫机器人 虚拟竞赛系统 路径搜索与冲刺算法

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基于改进蚁群算法的移动机器人路径规划 被引量：5

3

作者 温如春 汤青波 杨国亮 《兵工自动化》 2010年第8期69-70,共2页

针对移动机器人路径规划中传统蚁群算法容易出现停滞现象、收敛较慢的问题进行研究。采用局部更新规则和自适应方法,构建了移动机器人在迷宫中的动态路径规划模型。通过计算机仿真和电脑鼠机器人实际行走实验表明,在场地复杂的情况下,... 针对移动机器人路径规划中传统蚁群算法容易出现停滞现象、收敛较慢的问题进行研究。采用局部更新规则和自适应方法,构建了移动机器人在迷宫中的动态路径规划模型。通过计算机仿真和电脑鼠机器人实际行走实验表明,在场地复杂的情况下,该算法可以有效地规划出全局最优路径,加快规划速度,满足实际应用需要。 展开更多

关键词 蚁群算法 路径规划 移动机器人 迷宫

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迷宫搜索算法的比较研究 被引量：6

4

作者 龚道雄 刘翔 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2011年第12期4433-4436,共4页

研究面向搜救的应用,将事故环境抽象为一个迷宫,通过仿真实验比较研究了深度优先搜索算法和三种不同启发式函数的A*算法在Perfect迷宫中的应用,并分别将深度优先搜索算法和A*算法用于实际迷宫中进行实现与比较。在实验中,迷宫环境对机... 研究面向搜救的应用,将事故环境抽象为一个迷宫,通过仿真实验比较研究了深度优先搜索算法和三种不同启发式函数的A*算法在Perfect迷宫中的应用,并分别将深度优先搜索算法和A*算法用于实际迷宫中进行实现与比较。在实验中,迷宫环境对机器人是未知的,而由于迷宫环境的特殊性———未知的迷宫环境中很少有不会碰撞的路径,从而增加了机器人搜索的难度。通过仿真实验对比了不同启发式函数的A*算法与深度优先搜索算法的性能,最后得出在迷宫搜索中A*算法要优于深度优先搜索算法;同时,在实际迷宫中实现了深度优先搜索算法与A*算法的搜救应用。 展开更多

关键词 搜救机器人 迷宫搜索 深度优先搜索算法 A*算法

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一种电脑鼠走迷宫算法的设计与实现 被引量：14

5

作者 王凤林 王宜怀 《计算机应用与软件》 CSCD 2010年第12期270-272,290,共4页

电脑鼠是一个自主移动机器人系统。电脑鼠的任务是到达迷宫中心的目标区域。电脑鼠在不知道迷宫的布局情况下,必须自己找出到达目标的最优路径。整个过程是一种自主搜索的过程。研究和实现了基于位差值的搜索算法和基于等高图的最优路... 电脑鼠是一个自主移动机器人系统。电脑鼠的任务是到达迷宫中心的目标区域。电脑鼠在不知道迷宫的布局情况下,必须自己找出到达目标的最优路径。整个过程是一种自主搜索的过程。研究和实现了基于位差值的搜索算法和基于等高图的最优路径算法,并作出改进提高机器人完成任务的能力。 展开更多

关键词 迷宫搜索算法 电脑鼠机器人 位差值 等高图 最优路径

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基于向心法则的电脑鼠走迷宫算法设计与优化 被引量：15

6

作者 贺少波 孙克辉 《计算机系统应用》 2012年第9期79-82,共4页

电脑鼠是一个集自主迷宫搜索、搜索完后最短路冲刺、传感与控制于一体的自主移动机器人系统.具体设计和实现了基于向心法则迷宫搜索算法,并对算法和迷宫搜索流程进行优化,实验证明优化后的算法,在保持原有算法高效的基础上具有更加好的... 电脑鼠是一个集自主迷宫搜索、搜索完后最短路冲刺、传感与控制于一体的自主移动机器人系统.具体设计和实现了基于向心法则迷宫搜索算法,并对算法和迷宫搜索流程进行优化,实验证明优化后的算法,在保持原有算法高效的基础上具有更加好的局部效应,相比同类型的算法,优化后的向心法则是一种非常高效的迷宫搜索算法. 展开更多

关键词 电脑鼠 迷宫搜索 自主移动机器人 向心法则

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基于测距红外传感器的轮式迷宫机器人设计 被引量：4

7

作者 金余义 刘克申 任阳晖 《单片机与嵌入式系统应用》 2013年第9期74-77,共4页

本设计基于轮式迷宫机器人红外检测系统多采用5组或6组一体式红外接收传感器,无法进行测距,设计者使用了4组测距式红外传感器的轮式迷宫机器人。给出了电路设计、传感器布局、直行姿态调整以及快速过弯的方案。实验结果表明,该设计方案... 本设计基于轮式迷宫机器人红外检测系统多采用5组或6组一体式红外接收传感器,无法进行测距,设计者使用了4组测距式红外传感器的轮式迷宫机器人。给出了电路设计、传感器布局、直行姿态调整以及快速过弯的方案。实验结果表明,该设计方案可行,轮式迷宫机器人工作稳定可靠,速度较快。 展开更多

关键词 轮式迷宫机器人 红外传感器 传感器布局

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基于嵌入式微处理器的走迷宫机器人设计 被引量：2

8

作者 万玉琼 梁俊有 《洛阳理工学院学报（自然科学版）》 2010年第4期36-39,共4页

基于嵌入式微处理器的走迷宫机器人是一个完整的嵌入式系统产品,其设计开发过程可体现许多该领域的实际问题。在近年国内走迷宫机器人设计实践的基础上,对基于嵌入式微处理器的走迷宫机器人的设计制造进行了分析和评价,分别在硬件设计... 基于嵌入式微处理器的走迷宫机器人是一个完整的嵌入式系统产品,其设计开发过程可体现许多该领域的实际问题。在近年国内走迷宫机器人设计实践的基础上,对基于嵌入式微处理器的走迷宫机器人的设计制造进行了分析和评价,分别在硬件设计、软件设计和调试运行三方面阐述了走迷宫机器人设计制造中的设计要点及应注意的问题,有助于进行其他嵌入式产品的设计开发。 展开更多

关键词 嵌入式微处理器 走迷宫机器人 硬件 软件 设计

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融合可见光指纹的迷宫机器人路径规划算法 被引量：2

9

作者 张月霞 刘冲 《电讯技术》 北大核心 2020年第9期1096-1101,共6页

针对复杂迷宫环境下移动机器人路径规划中存在的寻路时间较长、效率较低等问题,提出了一种将可见光指纹信息与A*算法相融合的迷宫机器人路径规划算法。该算法引入局部、全局障碍密度参量对A*算法的评价函数进行优化,使评价函数可以自适... 针对复杂迷宫环境下移动机器人路径规划中存在的寻路时间较长、效率较低等问题,提出了一种将可见光指纹信息与A*算法相融合的迷宫机器人路径规划算法。该算法引入局部、全局障碍密度参量对A*算法的评价函数进行优化,使评价函数可以自适应障碍物密度;同时引入可见光指纹信息,利用障碍物对可见光光源的遮挡程度来判断各方向路径是否通畅,解决了A*算法在寻路进程中无法预见后续障碍物的问题。仿真结果表明,基于可见光指纹的改进A*算法能够有效减少传统A*算法的路径搜索点数量,平均寻路效率提高了43.5%,具有一定的应用价值。 展开更多

关键词 迷宫机器人 路径规划 可见光指纹 A*算法

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Arduino机器人巡迹走迷宫A^＊算法研究 被引量：3

10

作者 张毅宁 钟志强 李国军 《鞍山师范学院学报》 2013年第2期67-70,共4页

在Arduino巡线小车机器人制作的基础上,结合C++语言完成了机器人小车向心迷宫搜索和A*迷宫求解过程.并研究了巡迹走迷宫机器人的制作方法及软件开发。具有开发灵活、易于实验的优点.

关键词 Arduino机器人 巡迹 迷宫搜索 A*算法

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基于栅格模型的机器人路径规划快速算法 被引量：13

11

作者 周郭许 唐西林 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2006年第21期197-199,共3页

机器人路径规划算法通常要求是实时的,遗传算法和蚁群算法应用于机器人路径规划时性能并不突出。论文提出的基于栅格的快速算法,简单实用,且计算速度快、占用存贮空间少。实验结果表明,在同等规模下,该算法求解时间仅为蚁群算法求解时... 机器人路径规划算法通常要求是实时的,遗传算法和蚁群算法应用于机器人路径规划时性能并不突出。论文提出的基于栅格的快速算法,简单实用,且计算速度快、占用存贮空间少。实验结果表明,在同等规模下,该算法求解时间仅为蚁群算法求解时间的大约0.025%,算法在更大的数据集上也取得了成功。同时该算法还是一个高效的迷宫最短路的搜索算法。 展开更多

关键词 机器人路径规划 快速算法 迷宫最短路 栅格法

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基于NAO的迷宫解决算法研究 被引量：4

12

作者 张婷 《国外电子测量技术》 2013年第6期68-71,共4页

迷宫的最优路径是指从迷宫入口到迷宫出口的最近通路。求解迷宫路径问题的算法很多,基于法国Aldebaran公司新兴研制的人工智能机器人NAO,以机器视觉NAO Marks和位置点数据队列为基础,提出了一种新的解决机器人迷宫路径优化算法。实验结... 迷宫的最优路径是指从迷宫入口到迷宫出口的最近通路。求解迷宫路径问题的算法很多,基于法国Aldebaran公司新兴研制的人工智能机器人NAO,以机器视觉NAO Marks和位置点数据队列为基础,提出了一种新的解决机器人迷宫路径优化算法。实验结果表明,该算法实现简单,在复杂迷宫环境下能有效地实现迷宫路径规划。 展开更多

关键词 迷宫最优路径 人工智能机器人NAO 机器视觉 NAOMarks 位置点数据队列

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四轮迷宫机器人的三维建模与软硬件设计

13

作者 江学焕 张金亮 +1 位作者 万明 周双飞 《淮阴工学院学报》 CAS 2017年第1期10-13,共4页

迷宫机器人的机械结构对其性能影响很大,通过Solid Works对车体、传动装置和各传感器摆放位置进行了三维建模和位置优化。系统电路设计中对系统电路架构、电源电路、红外传感电路、电机驱动电路、陀螺仪电路进行了详细的设计和叙述。软... 迷宫机器人的机械结构对其性能影响很大,通过Solid Works对车体、传动装置和各传感器摆放位置进行了三维建模和位置优化。系统电路设计中对系统电路架构、电源电路、红外传感电路、电机驱动电路、陀螺仪电路进行了详细的设计和叙述。软件设计中对系统软件架构、路径搜索算法和等高图法路径规划方法进行了介绍。 展开更多

关键词 四轮 迷宫机器人 三维建模 等高图

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基于IEEE标准电脑鼠走迷宫控制算法研究与优化 被引量：5

14

作者 郑伟 张永飞 《天津职业大学学报》 2016年第3期73-78,共6页

结合IEEE标准电脑鼠走迷宫竞赛的要求,为了进一步提高电脑鼠的性能,在对电脑鼠软硬件系统做深入研究的基础上,优化了电脑鼠走迷宫控制算法。通过10个随机迷宫实验,结果显示优化后电脑鼠迷宫冲刺时间平均减少了37.2%。

关键词 电脑鼠 迷宫搜索 自主移动机器人 向心法则

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基于路径规划的迷宫移动机器人 被引量：2

15

作者 袁孜 《中国测试技术》 2008年第6期123-125,131,共4页

基于路径规划的迷宫移动机器人的设计目的是开发一种在迷宫的未知行进环境中,以恰当的搜索策略进行路径搜索来选择正确路线,最终走出迷宫到达预定目标的轮式移动机器人。设计中采用红外传感器实现简单而有效的迷宫路径搜索和路口类型识... 基于路径规划的迷宫移动机器人的设计目的是开发一种在迷宫的未知行进环境中,以恰当的搜索策略进行路径搜索来选择正确路线,最终走出迷宫到达预定目标的轮式移动机器人。设计中采用红外传感器实现简单而有效的迷宫路径搜索和路口类型识别。软件分为三个层次来完成不同的功能,并应用了遇到路口"左转优先"的简单优化决策法则。开发的成果为优化、快捷走出更为复杂的路径规划的迷宫提供了可行的方法。 展开更多

关键词 移动机器人 路径规划 红外检测 循迹 迷宫 PWM

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基于STM32F407的新型迷宫机器人系统设计 被引量：3

16

作者 范县成 孙新柱 +1 位作者 房稳 彭诚 《四川理工学院学报（自然科学版）》 CAS 2016年第1期48-53,共6页

针对迷宫机器人走迷宫的要求,介绍了一种基于STM32F407和L6207双核四轮新型迷宫机器人系统的设计与实现。根据迷宫机器人在走迷宫过程中,单一微控制器无法满足迷宫机器人的频繁启动与制动,在此基础上引入L6207芯片,从而减轻了迷宫机器... 针对迷宫机器人走迷宫的要求,介绍了一种基于STM32F407和L6207双核四轮新型迷宫机器人系统的设计与实现。根据迷宫机器人在走迷宫过程中,单一微控制器无法满足迷宫机器人的频繁启动与制动,在此基础上引入L6207芯片,从而减轻了迷宫机器人在走迷宫时STM32F407的工作量。然后通过重新设置硬件,并对设计的主要模块做了详细介绍,主要包括微控制器、红外传感器、电源模块、电机控制等模块。软件模块采用中心算法结合洪水算法进行迷宫的搜索与冲刺。该算法简单,模块化容易移植,大大提高了迷宫机器人在时效性与稳定性方面的性能。 展开更多

关键词 迷宫机器人 STM32F407 中心算法 洪水算法

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一种具有情感和记忆机制的迷宫机器人认知模型 被引量：1

17

作者 张晓平 李凯 +2 位作者 王力 闫佳庆 何忠贺 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期2850-2858,共9页

情感作为人类的高级认知,在环境学习和环境理解方面具有重要意义.将情感引入机器人搜索任务,同时结合记忆机理,提出一种具有情感和记忆机制的认知模型,由内部状态、感受器、环境状态系统、情感系统、动态知识库、行为决策系统以及执行器... 情感作为人类的高级认知,在环境学习和环境理解方面具有重要意义.将情感引入机器人搜索任务,同时结合记忆机理,提出一种具有情感和记忆机制的认知模型,由内部状态、感受器、环境状态系统、情感系统、动态知识库、行为决策系统以及执行器7部分组成.情感系统包含情感生成、情感状态以及情感记忆3个模块,其中,情感记忆用于提供内部奖励.记忆功能在动态知识库中实现.基于强化学习理论框架,将情感内部奖励与记忆进行融合,形成新的奖励机制,并设计相关认知学习算法.以需要“能量补给”的迷宫机器人搜索任务对所提出认知模型进行验证,结果发现,当面对不同情境时,机器人会产生不同的情感.结合前期记忆,机器人所作决策更“拟人”,表明情感和记忆机制设计的有效性.将所提出认知模型、无情感决策认知模型、基于ε-greedy策略的Q学习算法进行对比,结果表明,情感和记忆的引入,能够提高机器人的学习效率,同时学习过程更稳定. 展开更多

关键词 情感 记忆 内部奖励 迷宫机器人 认知模型

原文传递

机器人走迷宫问题的算法设计与模拟实现

18

作者 郝慎学 《数字技术与应用》 2011年第10期113-114,共2页

文中实现了机器人走迷宫问题的计算机模拟。给出了网格状迷宫的合理数据结构表示,并给出了机器人走迷宫过程中行进方向的探测方法,设计了合理的数据结构及算法记录机器人行走的路径,给出了机器人回溯算法和行进控制算法。文中并实现了... 文中实现了机器人走迷宫问题的计算机模拟。给出了网格状迷宫的合理数据结构表示,并给出了机器人走迷宫过程中行进方向的探测方法,设计了合理的数据结构及算法记录机器人行走的路径,给出了机器人回溯算法和行进控制算法。文中并实现了根据机器人探测得到的迷宫情况计算得到从起点到终点的最短路径,最终模拟实现机器人在迷宫范围内自主寻找从起点到终点的最短路径。 展开更多

关键词 机器人 迷宫问题 回溯 方向探测

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基于时间条件算法的灭火机器人设计 被引量：1

19

作者 胡改蝶 樊孝仁 崔艺馨 《计算机时代》 2015年第7期15-16,共2页

详细介绍了灭火机器人的组装,在组装机器人的基础上,概括性的介绍了灭火机器人的各种算法及无火不进房算法中的时间算法和条件算法。为了让灭火机器人更加稳定的退出每个房间,结合时间算法和条件算法的优点,提出了时间条件算法,从而让... 详细介绍了灭火机器人的组装,在组装机器人的基础上,概括性的介绍了灭火机器人的各种算法及无火不进房算法中的时间算法和条件算法。为了让灭火机器人更加稳定的退出每个房间,结合时间算法和条件算法的优点,提出了时间条件算法,从而让机器人采用时间条件算法在迷宫中行走,并完成灭火任务。实验表明,此算法的应用使机器人在灭火过程中稳定性很高,并能及时避开迷宫墙壁;不但效果好,而且在很大程度上缩短了时间。 展开更多

关键词 灭火机器人 时间算法 条件算法 时间条件算法 迷宫

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一种可蓝牙通讯的微型迷宫机器人 被引量：2

20

作者 赵翔云 宋青蔚 +2 位作者 阎一凌 臧基麒 马忠丽 《应用科技》 CAS 2018年第2期70-75,共6页

为解决传统迷宫机器人不能在线调试的缺陷,设计了一款具有蓝牙通讯在线调试功能的微型迷宫机器人。机器人基于嵌入式ARM Cortex-M3内核,能在复杂迷宫中自由行走,记忆路径并能根据优化算法选择一条从起点到终点的最优路径。系统硬件由电... 为解决传统迷宫机器人不能在线调试的缺陷,设计了一款具有蓝牙通讯在线调试功能的微型迷宫机器人。机器人基于嵌入式ARM Cortex-M3内核,能在复杂迷宫中自由行走,记忆路径并能根据优化算法选择一条从起点到终点的最优路径。系统硬件由电源模块、传感器模块、电机及驱动模块、蓝牙无线发送接收模块和微控制器单元组成。软件重点在电机控制算法和迷宫算法,运用PID算法实现电机速度和位置的控制,采用假想算法实现迷宫机器人的迷宫搜索。实际测试表明,设计的迷宫机器人速度更快、更稳定,能进行连续快速转弯和斜线冲刺;假想算法剔除大量无用的迷宫信息,大大提高了搜索效率。 展开更多

关键词 迷宫机器人 嵌入式 蓝牙通讯 迷宫搜索 斜线冲刺 假想算法 控制算法 搜索算法 路径优化

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