基于行为融合的移动机器人自主避障算法.pdf

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1、70传感器与微系统(TransducerandMicrosystenlTechnologies)2010年第29卷第5期基于行为融合的移动机器人自主避障算法鲍庆勇，李舜酩，沈垣，尚伟燕。(1．南京航空航天大学能源与动力学院。江苏南京210016；2．宁波工程学院机械工程学院，浙江宁波315211)摘要：当移动机器人面临环境未知或不确定时，各个行为融合的权重随环境的变化而变化，从而导致权重无法在线调整而不能顺利到达目标点。为此，提出一种权重可在线调整的自主避障行为融合算法。用Mamdani型模糊控制器设计移动机器人自主避障过程中的基本行为；同时，提出一种基于两级BP神经网络信息融合的权重调整方法

2、来实现各个基本行为的融合。该算法能够根据环境的变化实现各个基本行为权重的在线调整，增强自主避障控制的实时性和鲁棒性。仿真实验结果表明了该算法的有效性和可行性。关键词：移动机器人；行为融合；神经网络；模糊控制；避障；传感器中图分类号：TP242文献标识码：A文章编号：1000-9787(2010)05--0070--04Theal~orithm0fautonomousobstacleavoidancebased0nlDe一naⅥ●0rl●●US●10nln0rm0lD●l■Ier01D0t』BAOQing—yong，LIShun—ming，SHENHuan，SHANGWei-yah(1．Cofl

3、egeofEnergyandPowerEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China；2．SchoolofMechanicalEngineering，NingboUniversityofTechnology，Ningbo315211。China)Abstract：Whenthemobilerobotfacingunknownoruncertainenvironment，theweightofeachbehaviorchangesalongwiththeenvironmentchange，

4、resultinginthattheweightcannotadjustonline，SOthemobilerobotcannotardvetargetpointsuccessfully．Anautonomousobstacleavoidancebehaviorfusionalgorithmthattheweightcanadjustonlineispresented．Mamdanitypefuzzycontrollerisusedtodesignbasicbehaviominautonomousobstacleavoidanceprocessformobilerobot．Atthesamet

5、ime，anewmethodofweightadjustmentbasedontwo—stageBPneuralnetworkinformationfusionispresentedtorealizeeachbasicbehaviorfusiontodeterminetheweightofeachbehaviorbasedontofuseeachbehavior．Thisalgorithmcanrealizeonlineadjustmentofeachbasicbehaviorweightaccordingtoenvironmentalchangeandcanstrengthenreal—ti

6、mingandrobustnessoftheautonomousobstacleavoidancecontro1．Theexperimentresultsindicatethatthealgorithmiseffectiveandfeasible．Keywords：mobilerobot；behaviorfusion；neuralnetwork；fuzzycontrol；obstacleavoidance；sensor0引言它采用行为仲裁机制和行为融合机制来实现避障。1985近年来，随着社会生产和科学的发展，移动机器人被用年，Brooks提出的包容式体系结构是行为仲裁机制的典型来执行各种特殊任

7、务，如，工程探险、灾难救援、反恐防爆、代表，该机制在同一时间只允许一个行为实施控制，当多个军事侦察、星球探测等，而且，环境信息可能是未知或不确行为同时对机器人进行控制时，行为之间可能会产生冲突，定的。因此，对于移动机器人来说，在移动过程中是否能快而行为融合机制则允许多个行为同时对机器人的最终控制速、准确地对周围环境信息做出反应，并且不问断地朝着目产生作用，因此，确定各个行为的权重成为提高移动机器人