基于情感感知的多機器人導航行為決策系統(tǒng)研究.pdf

1、多機器人系統(tǒng)作為一種人工系統(tǒng)，實際上是對自然界和人類社會中群體系統(tǒng)的一種模擬。多機器人協(xié)作與控制研究的基本思想就是將多機器人系統(tǒng)看作是一個群體或一個社會，從組織和系統(tǒng)的角度研究多個機器人之間的協(xié)作機制，從而充分發(fā)揮多個機器人系統(tǒng)各種內在的優(yōu)勢。
　　 導航是移動機器人重要研究內容之一，多移動機器人導航的研究不僅包括各機器人工作環(huán)境的建模、路徑規(guī)劃和機器人運動控制，還包括多機器人間的通信和信息融合等的研究。目前，全局已知環(huán)境下的單

2、個機器人導航技術已經趨于成熟。但是，在復雜的全局未知的環(huán)境下有效地實施多機器人導航，仍是一個亟待解決的難題。本文針對此類要解決的機器人工作環(huán)境建模、路徑規(guī)劃和信息交流三個關鍵問題進行研究，因此具有較大的理論意義和應用價值。主要內容如下：
　　 1)本課題中多機器人系統(tǒng)采用基于優(yōu)先級的主從式多機器人協(xié)同導航結構，即各機器人之間通過無線通信，在執(zhí)行行為決策的同時判斷自身周圍環(huán)境情況，根據(jù)面臨環(huán)境情況得出各機器人的優(yōu)先級。具有最高優(yōu)先

3、級的機器人就是臨時的主機器人，遇到沖突時有優(yōu)先行動和指揮其他從機器人的權利。這樣各機器人既具有獨立決策的能力又不會使群體太分散，確保機器人高效、準確地完成任務。
　　 2)機器人導航行為決策中引入了情感感知的概念，用來描述機器人周圍環(huán)境中障礙物對機器人行為的影響?；谇楦懈兄膶W習與決策模型是一個新的強化學習算法，該模型將來自情感的內在獎勵和來自感知的外部獎勵作為學習和決策的動機。將該模型引入到多機器人導航決策系統(tǒng)中，構造了一個

4、新的移動機器人導航決策系統(tǒng)。通過基于在線的情感感知學習，形成多個機器人協(xié)作機制，以提高移動機器人在未知環(huán)境中導航的自適應性，從而使機器人更快速、更高效地完成自主導航任務。
　　 3)機器人導航行為決策中引入了意愿強度的概念，用來描述目標點對機器人的影響。若機器人是向著目標的方向運動，則此時的機器人在該方向上運動的意愿強度較大；反之，則較小。這樣使機器人奔向目標行為明朗化、直接化。
　　 通過仿真實驗表明，本課題所研究算法