基于模糊邏輯的機器人導(dǎo)航系統(tǒng)研究

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1、2422010，46（10）ComputerEngineeringandApplications計算機工程與應(yīng)用基于模糊邏輯的機器人導(dǎo)航系統(tǒng)研究寧偉，王耀南NINGWei，WANGYao-nan湖南大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院，長沙410082InstituteofElectricandInformationEngineering，HunanUniversity，Changsha410082，ChinaE-mail：ningwei20@sina.comNINGWei，WANGYao-nan.Fuzzylogic-basednavigationsystemresearchforro

2、bot.ComputerEngineeringandApplica－tions，2010，46（10）：242-244.Abstract：Aimingatsolvingdeadlockproblemwhichisfacedbyarobotnavigationunderunknownandcomplicatedenviron－ment，thispaperproposesabehavior-basednavigationmethodcalled“safenavigationmethod”whichisbasedonagrid-basedmapmodelcalled“datagr

3、id”.Thedatagridmaprecordsnotonlythesurroundingenvironmentinformation，butalsotherobotpathdata.Thesafenavigationmethodisoneoftheapplicationsofthedatagridtechnique，whichaddressesthedeadlockproblemfacedbyrobotnavigatingunderunknownenvironment.Fuzzylogicisusedtoimplementthebehaviordesignandcoor

4、dination.Ex－perimentalresultsareprovidedtodemonstratetheperformanceoftheproposedmethod.Keywords：mobilerobot；fuzzylogic；gridmap摘要：由于未知環(huán)境下機器人導(dǎo)航容易出現(xiàn)死鎖問題，設(shè)計了一種基于柵格的地圖模型叫“數(shù)據(jù)柵格”，并在此基礎(chǔ)上提出了一種基于行為的導(dǎo)航方法即“安全導(dǎo)航法”。數(shù)據(jù)柵格記錄了周圍環(huán)境中障礙物信息和機器人路徑信息，安全導(dǎo)航法就是應(yīng)用數(shù)據(jù)柵格技術(shù)來解決未知環(huán)境下機器人導(dǎo)航遇到的死鎖問題。模糊邏輯用來設(shè)計和協(xié)調(diào)各種導(dǎo)航行為。仿真和實際環(huán)境的實

5、驗結(jié)果也證實了該方法的良好性能。關(guān)鍵詞：移動機器人；模糊邏輯；柵格圖DOI：10.3778/j.issn.1002-8331.2010.10.075文章編號：1002－8331（2010）10-0242-03文獻標識碼：A中圖分類號：TP241前言動機器人仿真實驗和實際環(huán)境測試中驗證了該系統(tǒng)的性能。目標導(dǎo)航是機器人一種常見的又必須完成的任務(wù)，它要求機器人能夠自主移動到目標點而不碰撞任何物體。通常的實際2數(shù)據(jù)柵格模型環(huán)境都是未知的，為了完成導(dǎo)航任務(wù)，機器人不但需要具備壁介紹了一種新的能存儲信息的柵格圖模型，利用該模型機障和自身定位的能力[1]，而且同時要具有搜索安全不重復(fù)路徑

6、器人的物理環(huán)境可以由一個二維數(shù)組表示，數(shù)組的每個元素即的能力[2]。目前環(huán)境信息未知或部分未知的局部路徑規(guī)劃方法主數(shù)據(jù)點都包含兩種信息，一種是有關(guān)障礙物的，另一種是有關(guān)要由人工勢場法和神經(jīng)模糊算法組成[3]，可惜上述方法都很容路徑的，把包含這兩種信息的柵格點分別稱做障礙物數(shù)據(jù)點易遇到死鎖問題，導(dǎo)致機器人受困在環(huán)境的某一角落無法到達（ODD）和路徑數(shù)據(jù)點（TDD）。ODD的值VODD（i，j）表示障礙物在目標點。針對死鎖問題，已經(jīng)提出了另外兩種解決方案：沿線策該柵格點存在的可能性，而TDD的值VTDD（i，j）表示機器人經(jīng)略和虛擬子目標法[4]。但上述兩種方法均適用于通用的環(huán)

7、境結(jié)過某區(qū)域的次數(shù)，其中i=1，2，…，M，j=1，2，…，N，憑借TDD和構(gòu)而在復(fù)雜環(huán)境下仍然會有很大的不足，例如目標點處在不規(guī)則[5]ODD的信息機器人能完成安全導(dǎo)航任務(wù)。存儲在數(shù)據(jù)柵格圖墻壁的一個角落時機器人可能因為沿線方向的錯誤而受困。介紹了一種在未知環(huán)境下基于模糊邏輯的機器人導(dǎo)航系的信息又分別以O(shè)M×N矩陣和TM×N矩陣的形式表示，最開始它統(tǒng)。該系統(tǒng)包括一種新的柵格地圖模型，稱之為數(shù)據(jù)柵格，它不們都被設(shè)定為零矩陣，每隔100ms就會更新OM×N和TM×N的僅能記錄障礙物的信息又能保存先前的路徑信息[6]。