煤矿探测机器人避障路径规划：栅格拓扑地图与Voronoi图应用

"煤矿探测机器人空间建模分析及避障路径规划" 本文主要探讨了煤矿探测机器人的空间建模和避障路径规划问题。在煤矿这种复杂且危险的环境中，探测机器人的有效路径规划至关重要，因为它直接影响到任务的安全性和效率。作者李晓鹏提出了一种创新的地图模型——栅格拓扑地图，用于表达煤矿空间中的局部环境障碍物。 栅格拓扑地图是一种结合了度量信息和位置关系信息的地图模型。通过这种模型，机器人能够更全面地理解其周围环境，不仅知道障碍物的具体位置，还能了解到它们之间的相对位置。这在路径规划中尤为关键，因为机器人需要避开障碍物的同时，还要尽可能快速地达到目标位置。 在路径规划方面，文章提到了一种基于主动生长元的栅格Voronoi图可行路径网络生成方法。Voronoi图是一种数学工具，它将空间划分为多个区域，每个区域包含一个点（称为生长元），并且该区域内所有点到对应生长元的距离都比到其他生长元近。在煤矿探测机器人的路径规划中，Voronoi图可以帮助确定最优路径，确保机器人在行进时能有效地避开障碍物，同时寻找最短或最快捷的路线。 实验结果证实了该地图模型的有效性，煤矿探测机器人能够快速构建出空间障碍物地图，并且在局部路径规划中避免常见的规划陷阱。较高的规划效率意味着机器人可以在复杂环境中更快地做出决策，这对于时间敏感的任务和应对突发情况具有重要意义。 此外，关键词“探测机器人”、“路径规划”、“障碍物”、“地图模型”和“Voronoi图”揭示了研究的核心内容。这篇论文属于自动化与控制技术领域，特别是在机器人路径规划和环境感知方面的应用。文章的发表进一步推动了煤矿安全探测技术的发展，为未来的煤矿机器人系统设计提供了理论依据和技术参考。