基于最優(yōu)弧的足球機器人路徑規(guī)劃方法.pdf

1、作為人工智能的重要研究領域，機器人學科半個世紀以來取得了飛速的發(fā)展。自主機器人的路徑規(guī)劃問題，如今已成為人工智能領域的前沿課題，引起了各國學者的高度重視。在自主式移動機器人相關技術的研究中，導航技術是其研究核心。動態(tài)不確定環(huán)境下的路徑規(guī)劃是自主式移動機器人導航的關鍵環(huán)節(jié)之一，是移動機器人研究領域的一個研究熱點。多障礙物環(huán)境下的路徑規(guī)劃，尤其是多障礙物的動態(tài)環(huán)境下的路徑規(guī)劃，是一個比較復雜的問題，一些學者致力于這方面的研究，但至今也沒能得

2、到妥善的解決。路徑規(guī)劃就是在一定的環(huán)境中給定初始位置和目標位置，按一定的策略使運動物體無碰撞得從初始位置到達目標位置，并滿足一定約束條件。在足球機器人軌跡規(guī)劃中機器人小車到達定點常用的方法有：Turn-Run-Turn方法[1]及模糊算法與PID相結合的方法[2]。Turn-Run-Turn方法處理過程是小車先轉動一定角度，然后跑到目標點，再調整角度和目標點的姿態(tài)保持一致。由于沒有考慮慣性，小車到達目標點后在調整角度時考慮精度問題速度很

3、慢，機器人在各點之間的運動要經(jīng)歷加速和減速2個過程。而模糊控制(PID)方法雖然考慮了到達目標點的最佳途徑，但是沒有考慮小車在運動過程中會受到對方機器人小車及己方機器人小車(障礙物)的阻擋，很可能會發(fā)生小車相撞而頂牛的情況。針對該問題本文進行了深入研究，具體工作如下： 首先根據(jù)在機器人路徑規(guī)劃領域，路徑既要滿足機器人的初始位置和運動方向，又要滿足目標位置和運動方向，以及機器人小車自身的機械特性，提出了最優(yōu)弧的概念。通過對機器人小

4、車起點位置和運動方向及目標點位置和運動方向的分析，確定多條最優(yōu)弧的組合作為機器人小車的運動路徑。并且根據(jù)最優(yōu)弧理論，指出了機器人小車進行路徑規(guī)劃需要考慮的因素，給出了幾種情況下的路徑規(guī)劃范例。 其次，根據(jù)最優(yōu)弧的理論及機器人小車自身的特性，設計出了避障區(qū)域，給出了一個避障方法，將最優(yōu)弧理論和避障方法結合，作為本文提出的路徑規(guī)劃方法。 最后，運用基于最優(yōu)弧的足球機器人路徑規(guī)劃方法在SimuroSot V1.5a仿真平臺上進