基于動(dòng)覺智能圖式的仿人智能控制在移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃中的研究.pdf

1、足球機(jī)器人的路徑規(guī)劃是機(jī)器人足球研究中的一個(gè)重要領(lǐng)域。智能自主機(jī)器人如何在未知、復(fù)雜、結(jié)構(gòu)不可預(yù)測的環(huán)境中自主移動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)，并且能夠躲避障礙物是智能機(jī)器人最基本、最重要的功能之一，是其他應(yīng)用的基礎(chǔ)，直接決定了上層策略的有效性。 控制理論經(jīng)過100多年的發(fā)展，在描述相對(duì)簡單的系統(tǒng)方面取得了巨大的成功。然而，對(duì)于足球機(jī)器人這樣的復(fù)雜系統(tǒng)，控制理論亟需取得突破性的進(jìn)展。與此同時(shí)，復(fù)雜性科學(xué)在對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的描述與模擬，在探討復(fù)雜系統(tǒng)的進(jìn)化

2、與功能的本質(zhì)方面都取得了顯著的成功，但在控制這類系統(tǒng)方面還無能為力。因此控制理論與復(fù)雜性科學(xué)正越來越趨向于對(duì)同一問題，即對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)控制進(jìn)行研究。 人體控制系統(tǒng)是一個(gè)十分復(fù)雜和高度完善的自學(xué)習(xí)、自組織、自適應(yīng)系統(tǒng)，其運(yùn)動(dòng)控制的優(yōu)良特性給控制理論發(fā)展以啟示。人體控制系統(tǒng)的優(yōu)良特性源于人體動(dòng)覺智能圖式的巧妙組合及其自學(xué)習(xí)與自進(jìn)化。用圖式理論來分析并模仿人體控制系統(tǒng)所具有的動(dòng)覺智能，進(jìn)而在人造智能體中實(shí)現(xiàn)真正的“智能”是智能控制發(fā)展的一

3、個(gè)方向。 基于上述的背景，本文以足球機(jī)器人的路徑規(guī)劃為具體的研究對(duì)象，在分析圖式理論和仿人智能控制理論的基礎(chǔ)之上，探尋用基于人體動(dòng)覺智能圖式的仿人控制理論進(jìn)行移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃的方法。感知圖式的引入使運(yùn)動(dòng)控制級(jí)具有“智能”，能判斷不同的特征模態(tài)并根據(jù)其特征值采取不同的控制方法，以滿足實(shí)時(shí)、高速、高精度的控制要求。本文基于不同的任務(wù)需求，詳細(xì)討論了路徑規(guī)劃中的靜態(tài)目標(biāo)導(dǎo)航、動(dòng)態(tài)目標(biāo)追蹤以及動(dòng)態(tài)避障等動(dòng)作的感知圖式、運(yùn)動(dòng)圖式和關(guān)聯(lián)圖