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1、第uy卷第u期机器人×∂²¯quyo²quussw年v月¤µ¦«oussw文章编号}tssu2swwykusswlsu2sttt2svΞ关于足球机器人避障控制的研究陈波o杨宜民k广东工业大学自动化研究所o广东广州xtss
2、sl摘要}介绍了足球机器人避障控制的特点o障碍物的数学描述和检测方法o把人工势场理论引入到足球机器人避障控制中o并分析了人工势场法的优点和不足q关键词}足球机器人~避障~人工势场中图分类号}×°uw文献标识码}ΡεσεαρχηονΧολλισιονΑϖοιδανχεΧοντρολφορΣοχχερΡοβοτ≤∞²o≠≠¬2°¬±(ΑυτοματιονΙνσ
3、τιτυτε,ΓυανγδονγΥνιϖερσιτψοφΤεχηνολογψ,Γυανγζηου…xtss
4、s,Χηινα)Αβστραχτ:׫¨©¨¤·∏µ¨¶²©²¥¶·¤¦¯¨¤√²¬§¤±¦¨¬±µ²¥²·¶²¦¦¨µ¦²±·µ²¯o·«¨°¤·«¨°¤·¬¦§¨¶¦µ¬³·¬²±²©²¥¶·¤¦¯¨¶¤µ¨¬±·µ²§∏¦¨§o¤±§·«¨¤§√¤±·¤ª¨¶¤±§§¬¶¤§√¤±·¤ª¨¶²©¤µ·¬©¬¦¬¤¯³²·¨±·¬¤¯©¬¨¯§¶¬±µ²¥²·¶²¦¦¨µ¦²±·µ²¯¤µ¨¤±¤¯¼½¨§qΚεψωορδσ:¶²¦¦¨µµ²¥²·~¦²¯¯¬¶¬
5、²±¤√²¬§¤±¦¨~¤µ·¬©¬¦¬¤¯³²·¨±·¬¤¯©¬¨¯§1引言(Ιντροδυχτιον)机器人相碰o既有无意相撞o又有故意相碰等~…碰撞后的运动形式多样q足球机器人之间相在足球机器人的控制中o避障控制是关键问题碰k本方与本方或本方与对方l或足球机器人与球相之一q所谓避障就是两个或两个以上智能机器人的碰o相碰之后的运动方向!运动路线和运动速度相当无碰撞运动q在机器人路径规划中o由于计算的复杂复杂o无法即时预测~性!控制的实时性!环境的不确定性因素o尤其是在足球机器人为可碰撞对象q足球机器人是以包含多个障碍的复杂环境中o避障控制一直以来都碰击球为控制方式o在设
6、计时已充分考虑到碰撞的是机器人路径规划中的难点q存在o足球机器人的机电系统能够承受一定程度的2足球机器人避障控制方法(Τηεμετηοδοφ撞击q足球机器人障碍物的特点对机器人传统的避σοχχερροβοτχολλισιοναϖοιδανχεχοντρολ)碰控制提出了挑战q2q2足球机器人障碍物的描述2.1足球机器人避障的特点障碍物的描述对路径规划算法以及寻找路径的机器人足球比赛像真正的足球比赛一样o为了策略有很重要的意义.机器人向目标点运动采用的防止对手进攻o需要采取故意阻挡!拦截等动作o这策略是消除机器人在起始点的方向!位置与目标点必然导致队员间的碰撞q足球机器人的碰
7、撞情况复之间的角度误差和距离误差,所走的轨迹一般为一杂o有别于其它机器人的碰撞o有以下特点}条曲线,曲率的大小取决于机器人在起始点的方向≠障碍物形式多样q既有本方足球机器人o又和目标点的位置,机器人的方向与起始点到目标点有对方足球机器人和球场四周~的方向一致时,曲率最小,机器人的方向与起始点到障碍物运动形式多样q既有动态的障碍物目标点的方向垂直时,曲率最大(因为机器人可以k包括本方的和对方的足球机器人lo又有静态的障正!反两个方向运动).为了缩小搜索空间,提高搜索碍物k球场的四周l~速度,将曲率折衷,搜索范围确定为:目标点为Γ,避≈碰撞形式多样q既有本方足球机器人与本方障机
8、器人为Ρ,Ρ到Γ的距离为Λ,以Λ为长,以Λ/u足球机器人相撞o又有本方足球机器人与对方足球为宽做一矩形,在矩形范围内的任何机器人(Ρ除Ξ收稿日期}ussvpszpusttu机器人ussw年v月外)都视为是障碍,那么比赛场地中就存在一个障碍形某线段重合时,如图w所示,线段ΔΧ属于τ坐标物的有限集合(由对方机器人以及我方的除避障机值小于或等于ξπ的情况,因此也不做求交点运算.器人以外的机器人组成,用Ο表示),Ο{ΟΡt,用此方法检验所有的机器人(避障机器人除外),如ΟΡu,,,ΟΡθ},其中θ为搜索范围内的障碍物个数.果机器人的中心点在ΑΒΧΔ内就认为它是障碍物.障碍物表示为Ο
9、Ρι(ξ(ι),ψ(ι)),ιs,t,u,这样就确定了执行动作的机器人在其运动区域内是θ,5为避障区域,如图t所示[u].否有障碍物!有几个障碍物!障碍物的号码!与障碍物的距离等信息.图v端点相交计数图t障碍物描述示意图ƒ¬ªqv≤²∏±·²©¨±§¬±·¨µ¶¨¦·¬²±¶ƒ¬ªqt׫¨¶®¨·¦«°¤³²©²¥¶·¤¦¯¨¶§¨¶¦µ¬³·¬²±采用检验交点数法判断比赛场上的其它机器人[u]是否为障碍物(避障机器人除外).其算法为:设机器人的中心点为π,由点π向下引一条与ψ轴平行的射线,如图u所示,计算此射线
