機(jī)器人足球賽中的路徑規(guī)劃和實(shí)時(shí)決策.pdf

1、機(jī)器人足球賽[52]是當(dāng)前智能控制領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題.機(jī)器人在各種變化環(huán)境下,應(yīng)該具有實(shí)時(shí)決策能力和避碰規(guī)劃能力等.該文以中型組機(jī)器人為試驗(yàn)研究對(duì)象,分析比較了行為決策和路徑規(guī)劃的各種研究方法,完整地實(shí)現(xiàn)了一個(gè)由高層目標(biāo)制定、行為決策、路徑規(guī)劃到底層運(yùn)動(dòng)控制的機(jī)器人智能系統(tǒng)結(jié)構(gòu).該文借鑒Meas.P[1]提出的現(xiàn)場(chǎng)智能體的思想,詳細(xì)討論了其行為選擇機(jī)制、算法和實(shí)現(xiàn)步驟,提出了針對(duì)機(jī)器人足球的實(shí)時(shí)決策方法,建立了機(jī)器人行為選擇網(wǎng)絡(luò),成功地實(shí)現(xiàn)

2、了基于決策網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器人動(dòng)態(tài)行為決策.并進(jìn)一步提出了在行為模塊中增加路徑規(guī)劃數(shù)據(jù)矩陣,巧妙地將上層行為網(wǎng)絡(luò)和底層路徑規(guī)劃相結(jié)合,利用行為網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)改變底層勢(shì)場(chǎng)形態(tài)的方法.從而在復(fù)雜的行為網(wǎng)絡(luò)控制下,能夠利用簡(jiǎn)單統(tǒng)一的勢(shì)場(chǎng)法進(jìn)行路徑規(guī)劃,最終控制運(yùn)動(dòng)輸出.該文首次在行為網(wǎng)絡(luò)控制下,以勢(shì)場(chǎng)法為基礎(chǔ),統(tǒng)一了不同功能模塊的底層路徑規(guī)劃、運(yùn)動(dòng)控制器的設(shè)計(jì).路徑規(guī)劃[21,24,25,26,30,31,35]是自主機(jī)器人決策中必不可少的一部分.它使機(jī)器

3、人能在動(dòng)態(tài)的環(huán)境中,避開(kāi)障礙物,以最優(yōu)的路徑接近目標(biāo).該文在比較了目前的規(guī)劃方法后,詳細(xì)闡述了機(jī)器人足球中,人工勢(shì)場(chǎng)路徑規(guī)劃的應(yīng)用方法.針對(duì)局部最小問(wèn)題,提出了滿(mǎn)溢法;針對(duì)路徑平滑問(wèn)題提出了目標(biāo)替換規(guī)劃方法;針對(duì)中型組自主機(jī)器人的特點(diǎn),提出了局部勢(shì)場(chǎng)法方法等.并用仿真和試驗(yàn)驗(yàn)證了其有效性.針對(duì)來(lái)自決策層的動(dòng)態(tài)勢(shì)場(chǎng),該文進(jìn)一步將勢(shì)場(chǎng)法[21,23,24,25,26]與極限環(huán)方法[18]相結(jié)合,提出了一種新的極限環(huán)方法.它可以在諸如機(jī)器人足