高尔夫收球机器人路径规划研究.pdf

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1、高尔夫收球机器人路径规划研究廖雨翔，陆思良，张海滨，张尚斌，孔凡让(中国科学技术大学精密机械与精密仪器系，安徽合肥230027)ResearchonPathPlanningforaGolfBallPickingRobotLIAOYuxiang，LUSiliang，ZHANGHaibin，ZHANGShangbin，KONGFanrang(DepartmentofPrecisionMachineryandPrecisionInstrumentation，UniversityofScienceandTechnologyofChina，Hefei230027，China)摘要：机器人的路径规划问题一

2、直是机器人研solutionsaccordingtothecertainconditiorLs，and究的核心内容之一。在路径规划问题中，一般需要thencalculatesthecorrespondingefficiencyvalues按照某一评价标准(如最短路径长度和最短行进时bycomputingthemaximalworkloadsandth·max—间等)来规划一条路径。提出一个能使工作效率imalpathlengths，andfinallyachievesthecptimal(单位时间工作量)最高的评价标准，并将其应用于solutionbyselectingthemaximalef

3、ficiencyvalue．高尔夫捡球机器人的路径规划。基于该标准，并结Keywords：robot；golfball；pathplanning；合场地的特性和动态规划方法中的2个经典问题dynamicprogramming(01背包问题和数字金字塔问题)，提出一个新的机器人路径规划算法。该算法按照一定的条件枚举0引言多种可行的方案，通过计算最大单次工作量和路径长度得到每种方案的效率值，最后选择效率值最高随着中国经济快速的发展，人民生活水：的快的方案作为最优方案。速提高，国民的健康意识在不断提升。高尔：是球作关键词：机器人；高尔夫球；路径规划；动态规划为休闲娱乐的一种方式，无疑将会越来越广：也

4、被人中图分类号：TP242．6们所接受。通常来说，一个高尔夫练习场占：也约为文献标识码：A100亩，有60~80个击球位。每天从开馆到闭馆都文章编号：1001—2257(2014)12—0077—04会有络绎不绝的人前来练习高尔夫球，因此，回收Abstract：Pathplanningproblemforarobotis打出去的高尔夫球成为了每一个高尔夫练习场所oneofthecrucialcontentsinroboticsresearch．In要完成的工作。thepathplanningproblem，acriterion(e．g．，shor—现阶段传统的高尔夫球场的捡球方式，主要都tes

5、tpathlength，shortesttraveltime，etc．)isre-局限在人工驱动的领域，比如高尔夫捡球器l卜、两quiredtoplanapathfortherobot．Inthisstudy，或三联捡球机等。但诸如此类的捡球设备，邹是需weproposeacriterionthatcanmaximizethework要人工来操作进行，这就不可避免地带来了一个问efficiency(highestworkloadinunittime)andap—题，即高尔夫球的回收工作与击打高尔夫球存在矛盾。在正常营业过程中，每一个击球位都会时刻不plythiscriteriontothepa

6、thplanningofagolfballpickingrobot．Subsequently，weproposedanew停击打出高速行进的高尔夫球，因此，如果庄此时派人回收散落在球场上的高尔夫球，一定会对收球pathplanningalgorithmbyconsideringboththe人员造成伤害，为此每一个高尔夫练习场都不得不characteristicsofthegolfcourseandthetwoclas—sicalproblemsofthedynamicprogramming(the在闭馆的时候才对高尔夫球进行回收工作，这就造成了效率低下及高昂的人工成本。智能高尔夫收01kna

7、psackproblemandthedigitalpyramidprob—球机器人口的出现，无疑在这一领域会有很大的应lem)．Theproposedalgorithmenumeratesseveral用价值，其不但可以解放人们辛劳烦琐的力劳收稿日期：2014一O8—12动，也可为高尔夫球场带来巨大的经济利益。《机械与电子~2014(12)·77·高尔夫收球机器人路径规划研究2．2数字金字塔1路径