基于模糊系統(tǒng)的MIROSOT機(jī)器人足球避障路徑規(guī)劃.pdf

1、機(jī)器人足球是人工智能和機(jī)器人學(xué)新的標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題，是連接基礎(chǔ)研究與實(shí)際應(yīng)用的中介和橋梁，是展示信息自動(dòng)化前沿研究成果的窗口和促進(jìn)產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合的新途徑。因此具有巨大的產(chǎn)業(yè)化前景。 MIROSOT足球機(jī)器人系統(tǒng)是基于視覺(jué)遙控?zé)o智能足球機(jī)器人系統(tǒng)，系統(tǒng)中的每個(gè)機(jī)器人具有：驅(qū)動(dòng)智能體、通訊模塊和CPU控制板。它能夠根據(jù)接收到的主控計(jì)算機(jī)(主機(jī))發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)控制其運(yùn)動(dòng)方向和速度。視覺(jué)數(shù)據(jù)處理、策略決策以及機(jī)器人的位置控制都在主機(jī)上完成，正像遙控

2、小車(chē)一樣。 MIROSOT機(jī)器人足球系統(tǒng)是一個(gè)多機(jī)器人協(xié)同運(yùn)行的系統(tǒng)。多機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃的目標(biāo)是為每一個(gè)機(jī)器人規(guī)劃出與環(huán)境障礙以及其他機(jī)器人不發(fā)生碰撞的運(yùn)動(dòng)軌跡。機(jī)器人的避障行為是機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃的一個(gè)重要組成部分， 本文研究的MIROSOT機(jī)器人足球系統(tǒng)的機(jī)器人避障行為采用分布式規(guī)劃的方法，即每一個(gè)機(jī)器人獨(dú)立規(guī)劃自己的運(yùn)動(dòng)軌跡，而其規(guī)劃的方法則采用基于行為的方法。 基于人工勢(shì)場(chǎng)法的避障方法是機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃中常用的方

3、法。但人工勢(shì)場(chǎng)算法中，并沒(méi)有注意到不同方向，不同距離的障礙物對(duì)機(jī)器人的避障軌跡影響不同的特點(diǎn)，對(duì)各個(gè)方向上的障礙同等對(duì)待。造成計(jì)算量大、響應(yīng)緩慢、軌跡曲折的不足。 模糊系統(tǒng)是一種基于知識(shí)或基于規(guī)則的系統(tǒng)。在機(jī)器人足球系統(tǒng)中不同程度的存在著不確定，不能預(yù)測(cè)，不能精確測(cè)量的信息。本文在考慮機(jī)器人的避障行為時(shí)，主要考慮兩個(gè)因素：(1)障礙物對(duì)于機(jī)器人的危險(xiǎn)度； (2)機(jī)器人對(duì)于目標(biāo)點(diǎn)的遠(yuǎn)離度。 機(jī)器人應(yīng)該沿著危險(xiǎn)度和遠(yuǎn)

4、離度都較小的軌跡運(yùn)動(dòng)，而且盡量選擇平滑的軌跡運(yùn)動(dòng)。 模糊系統(tǒng)的逼近精度受到模糊變量的模糊集和規(guī)則數(shù)量的影響。為了避免出現(xiàn)維度災(zāi)難問(wèn)題，采用高斯模糊器以及模糊交的推理機(jī)。不僅對(duì)不同距離的隸屬度進(jìn)行了非線(xiàn)性處理，而且簡(jiǎn)化了計(jì)算，加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度。 基于模糊推理的機(jī)器人是沿著與機(jī)器人——目標(biāo)方向成倍角的方向運(yùn)動(dòng)的，避障軌跡是不平滑的，非連續(xù)的。為了得到一條光滑而又連續(xù)的軌跡曲線(xiàn)，本文采用了最小二乘的曲線(xiàn)擬和方法，對(duì)通過(guò)模糊系