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基于IEEE标准的电脑鼠走迷宫的智能算法研究

2011-05-21王斌张卫钢

电子设计工程 2011年12期

王斌,张卫钢

(长安大学 信息工程学院,陕西 西安 710064)

电脑鼠[1](Micromouse)是一个由微控制器、探测器、驱动电机等构成的,集感知、判断、行走功能于一体,能够自动寻找到达目的地最佳路径的小型机器人。它可以在迷宫中自动感知并记忆分析迷宫地图,在规定时间内,通过一定的智能算法,寻找一条最优路径,以最快的速度从起点冲刺到终点。IEEE标准规定,迷宫由16×16个、18 cm×18 cm大小的正方形单元格组成,隔板沿单元格布设,形成迷宫通道,起点在迷宫任意一角,终点在迷宫中心。

电脑鼠的基本功能是从起点开始走到终点,该过程称为1次“运行”,花费的时间称为“运行时间”[1]。从终点回到起点所花费的时间不计算在运行时间之内。从电脑鼠的第1次激活到每次运行开始,这期间所花费的时间称为“迷宫时间”[1]。若在比赛时需要手动辅助,则称为“碰触”[1]。竞赛主要采用这3个参数来进行评分,运行时间最短的电脑鼠获胜。因此,高效的迷宫搜索算法和转弯算法就显得至关重要。基于此对电脑鼠走迷宫的软件控制算法和转弯算法进行深入的探讨和研究。

1 电脑鼠探索迷宫

1.1 迷宫探索过程

根据IEEE标准电脑鼠走迷宫竞赛要求[1],电脑鼠完成整个走迷宫任务可分为以下4个步骤:

1)第一次搜索 电脑鼠按照一定的搜索算法从起点开始搜索直至到达终点的任意一个单元格,并记忆走过的路径信息,该过程为第一次搜索。整个迷宫用二维坐标表示,左下角设为原点坐标(0,0),向上向右依次为Y轴正向和X轴正向。……

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