[發明專利]基于有限狀態自動機的多艾真體動態多目標協作跟蹤方法

無效

• 申請號: 200810031543.4
• 申請日: 2008-06-20
• 公開（公告）號: CN101303589A
• 公開（公告）日: 2008-11-12
• 發明（設計）人: 蔡自興;盧薇薇;陳愛斌;文志強
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;G01C21/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所
• 代理人: 顏勇

技術領域

本發明屬于機器人導航和應用領域，涉及一種基于有限狀態自動機的多艾真體動態多目標協作跟蹤方法。?

背景技術

現代任務的復雜化和多樣化使得對多機器人結合和團隊任務的完成有了較高的需求，協同多元艾真體如何通過已具備的視頻獲取設備，通過信息交互與融合，對環境進行偵察，通過視覺來指導行為的能力就特別重要。但是，目前在這方面并未存在一個通用性強的跟蹤方法，可供廣泛應用。?

在一個未知環境中，要使用一個具有視覺設備的大型機器人團隊協作觀測與跟蹤動態多目標，需要異步的通過多機器人上的艾真體模型對環境實時地進行觀察，并解決局部問題，同時需要整個多艾真體系統之間的同步與通信，保證信息的實時性和準確性，并根據全局信息進行決策。同步方面可以通過協議中的時間戳，多艾真體群體信息交互，或者結合服務器端的全局監控和管理來進行同步，而異步則使用基于有限狀態自動機的艾真體模型，通過狀態的定位，獨立于動作控制平臺，可調動不帶視頻設備的異質多艾真體，分布式計算信息，協同完成任務。這兩者的結合，較好的折中解決了信息和決策的同步和異步問題，增加機器人團隊對環境的自適應性，有利于機器人團隊高效協同合作，保證偵察信息的全面性、準確性和快速性。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種基于有限狀態自動機的多艾真體動態多目標協作跟蹤方法。?

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：?

一種基于有限狀態自動機的多艾真體動態多目標協作跟蹤方法，其特征在于：復合式艾真體根據通過自身探測的環境信息I、服務器或其他艾真體或艾真體群體管理者傳達的需要完成的任務信息M、和/或服務器傳達的人為的指定信息H，在多個有限狀態自動機中，選擇一個有限狀態自動機作為用以維持該復合式艾真體行為狀態模型的有限狀態自動機。?

所述的有限狀態自動機為全自動狀態機和半自動狀態機；?

全自動狀態機為：?

由等待、觀測、跟蹤、丟失和忙碌5個狀態組成，各狀態的具體轉換關系如下：?

(a)對于“等待”狀態，輸入為“禁止連接”則保持原狀態；輸入為“連接”則切換到“觀測”狀態；?

(b)對于“觀測”狀態，輸入為“丟失目標”則保持原狀態；輸入為“禁止連接”則切換到“等待”狀態；輸入為“任務”則切換到“忙碌”狀態；輸入為“命令”則切換到“丟失”狀態；輸入為“發現目標”則切換到“跟蹤”狀態；?

(c)對于“跟蹤”狀態，輸入為“發現目標”則保持原狀態；輸入為“丟失目標”則切換到“丟失”狀態；輸入為“任務”則切換到“忙碌”狀態；輸入為“命令”則切換到“觀測”狀態；輸入為“禁止連接”則切換到?“等待”狀態；?

(d)對于“丟失”狀態，輸入為“丟失目標”則保持原狀態；輸入為“發現目標”則切換到“跟蹤”狀態；輸入為“任務”則切換到“忙碌”狀態；輸入為“命令”則切換到“觀測”狀態；?

(e)對于“忙碌”狀態，輸入為“禁止連接”則切換到“等待”狀態；輸入為“任務完成”則根據記錄，回復到接受任務之前的狀態，為“觀測”狀態，“丟失”狀態或者是“跟蹤”狀態；?

半自動狀態機為：?

由等待、觀測、跟蹤、丟失和忙碌5個狀態組成，各狀態的具體轉換關系如下：?

(a)對于“等待”狀態，輸入為“禁止連接”則保持原狀態；輸入為“連接”則切換到“觀測”狀態；?

(b)對于“觀測”狀態，輸入為“丟失目標”則保持原狀態；輸入為“禁止連接”則切換到“等待”狀態；輸入為“任務”則切換到“忙碌”狀態；輸入為“發現目標”則切換到“跟蹤”狀態；?

(c)對于“跟蹤”狀態，輸入為“發現目標”則保持原狀態；輸入為“丟失目標”則切換到“丟失”狀態；輸入為“任務”則切換到“忙碌”狀態；輸入為“命令”則切換到“觀測”狀態；輸入為“禁止連接”則切換到“等待”狀態；?

(d)對于“丟失”狀態，輸入為“丟失目標”則保持原狀態；輸入為“發現目標”則切換到“跟蹤”狀態；輸入為“任務”則切換到“忙碌”狀態；輸入為“命令”則切換到“觀測”狀態；?

(e)對于“忙碌”狀態，輸入為“禁止連接”則切換到“等待”狀態；輸入為“任務完成”則根據記錄，回復到接受任務之前的狀態，為“觀測”狀態，“丟失”狀態或者是“跟蹤”狀態。?

所述的復合式艾真體的行為可表示為M＝(Q，∑，δ，q₀，F)，是一個由以下幾部分組成的數學模型：?

一個狀態的有窮集合Q＝{等待，觀測，跟蹤，丟失，忙碌}，即?