自主移動(dòng)機(jī)器人混合式體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與行為控制算法研究.pdf

1、隨著自動(dòng)化技術(shù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,多任務(wù)、復(fù)雜未知環(huán)境下機(jī)器人承擔(dān)任務(wù)的復(fù)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(jī)器人智能算法、機(jī)器人協(xié)調(diào)與協(xié)作方法的研究日益引起國內(nèi)外學(xué)術(shù)界的興趣和關(guān)注。結(jié)合現(xiàn)代物流實(shí)驗(yàn)室全方位自主移動(dòng)機(jī)器人,在現(xiàn)有硬件設(shè)施的基礎(chǔ)上,開發(fā)機(jī)器人控制體系,完善移動(dòng)機(jī)器人智能控制研究的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對于課題組開展機(jī)器人相關(guān)研究具有重要理論和實(shí)際意義。
　　本文在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的全方位

2、自主移動(dòng)機(jī)器人的硬件基礎(chǔ)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(dòng)機(jī)器人混合式體系結(jié)構(gòu)中行為的設(shè)計(jì)、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(jī)器人功能需求與數(shù)據(jù)流的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)了層與層之間的數(shù)據(jù)傳輸,構(gòu)建了移動(dòng)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的控制體系結(jié)構(gòu)。
　　采用模糊控制算法,設(shè)計(jì)了機(jī)器人導(dǎo)航中的緊急行為、趨向目標(biāo)行為、避障行為和沿墻走行為,為使多個(gè)反應(yīng)式行為協(xié)調(diào)一致

3、的完成任務(wù),設(shè)計(jì)了行為融合算法,實(shí)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(jí)法和動(dòng)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(jí),以保證機(jī)器入不會(huì)處于危險(xiǎn)狀況;避障行為和趨向目標(biāo)行為采用動(dòng)態(tài)權(quán)值法進(jìn)行融合,實(shí)現(xiàn)了平面移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航,計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果顯示機(jī)器人能夠較好地完成導(dǎo)航任務(wù)。
　　設(shè)計(jì)了基于Q學(xué)習(xí)方法的導(dǎo)航控制算法,對相應(yīng)的狀態(tài)空間進(jìn)行劃分,設(shè)計(jì)了離散獎(jiǎng)賞回報(bào)和連續(xù)獎(jiǎng)賞回報(bào)相結(jié)合的獎(jiǎng)賞回報(bào)函數(shù),進(jìn)而將離線導(dǎo)航算法轉(zhuǎn)變?yōu)樵诰€的