自主移動機器人混合式體系結(jié)構(gòu)設計與行為控制算法研究.pdf

1、隨著自動化技術(shù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展與應用領域不斷擴大,多任務、復雜未知環(huán)境下機器人承擔任務的復雜性、作業(yè)穩(wěn)定性、作業(yè)柔性和作業(yè)效率等要求逐步提高,使得尋求機器人智能算法、機器人協(xié)調(diào)與協(xié)作方法的研究日益引起國內(nèi)外學術(shù)界的興趣和關(guān)注。結(jié)合現(xiàn)代物流實驗室全方位自主移動機器人,在現(xiàn)有硬件設施的基礎上,開發(fā)機器人控制體系,完善移動機器人智能控制研究的實驗平臺,對于課題組開展機器人相關(guān)研究具有重要理論和實際意義。
　　本文在實驗室現(xiàn)有的全方位

2、自主移動機器人的硬件基礎上,根據(jù)智能控制系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu),從自主行為的角度研究移動機器人混合式體系結(jié)構(gòu)中行為的設計、行為的協(xié)調(diào)和行為之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系等問題,在分析了智能機器人功能需求與數(shù)據(jù)流的基礎上,設計了包含控制層、協(xié)調(diào)層與慎思層的三層混合式體系結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了層與層之間的數(shù)據(jù)傳輸,構(gòu)建了移動機器人實驗平臺的控制體系結(jié)構(gòu)。
　　采用模糊控制算法,設計了機器人導航中的緊急行為、趨向目標行為、避障行為和沿墻走行為,為使多個反應式行為協(xié)調(diào)一致

3、的完成任務,設計了行為融合算法,實現(xiàn)了行為間的協(xié)調(diào)控制。行為融合算法采用優(yōu)先級法和動態(tài)權(quán)值法相結(jié)合的方式,緊急行為具有最高的優(yōu)先級,以保證機器入不會處于危險狀況;避障行為和趨向目標行為采用動態(tài)權(quán)值法進行融合,實現(xiàn)了平面移動機器人導航,計算機仿真結(jié)果顯示機器人能夠較好地完成導航任務。
　　設計了基于Q學習方法的導航控制算法,對相應的狀態(tài)空間進行劃分,設計了離散獎賞回報和連續(xù)獎賞回報相結(jié)合的獎賞回報函數(shù),進而將離線導航算法轉(zhuǎn)變?yōu)樵诰€的