[發明專利]一種面向多移動機器人系統的模糊編隊及避障控制方法

有效

• 申請號: 201310402941.3
• 申請日: 2013-09-06
• 公開（公告）號: CN103455033A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 陳剛;岳元龍;宋永端;林青;馮峨寧
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G05B13/04
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種面向多移動機器人系統的模糊編隊及避障控制方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：領航機器人檢測運行的前向區域是否有障礙物；

S2：如果無，則按原來隊形的編隊狀態繼續運行；

S3：如果有，則多移動機器人系統進入避障狀態，并以廣播的形式告知所有跟隨機器人；

S4：跟隨機器人根據存儲的不同隊形信息以及領航機器人廣播的信息切換隊形，并確定在編隊隊形中的位置；

S5：重發步驟S1-S5。

2.根據權利要求1所述的面向多移動機器人系統的模糊編隊及避障控制方法，其特征在于：所述隊形信息包括與領航機器人保持的距離和角度信息。

3.根據權利要求1所述的面向多移動機器人系統的模糊編隊及避障控制方法，其特征在于：所述避障狀態采用領航機器人避障模糊控制，所述領航機器人避障模糊控制的控制策略獲取的具體步驟如下：

S311：通過安裝在領航機器人不同方向的傳感器獲取障礙物的距離信息和方向信息；

S312：將距離信息和方向信息輸入到模糊推理機進行模糊計算得到模糊避障控制策略；

S313：模糊控制策略反模糊化并輸出。

4.根據權利要求3所述的面向多移動機器人系統的模糊編隊及避障控制方法，其特征在于：所述模糊避障控制策略包括轉向信息和轉速信息，所述轉速信息為勻速，所述轉向信息是通過以下模糊推理機來實現的：

S321：根據左方、前方、右方三個方向上的傳感器獲取的障礙物距離信息和實際經驗設定模糊推理規則庫得到決策值：

若障礙物在左方、前方、右方的距離隸屬度分別為近處、近處、近處，則決策為右轉μ₁；

若障礙物在左方、前方、右方的距離隸屬度分別為近處、近處、遠處，則決策為右轉μ₂；

若障礙物在左方、前方、右方的距離隸屬度分別為近處、遠處、遠處，則決策為右轉μ₃；

若障礙物在左方、前方、右方的距離隸屬度分別為遠處、近處、近處，則決策為左轉μ₄；

若障礙物在左方、前方、右方的距離隸屬度分別為遠處、遠處、近處，則決策為左轉μ₅；

若障礙物在左方、前方、右方的距離隸屬度分別為遠處、遠處、遠處，則決策為前行μ₆；

若障礙物在左方、前方、右方的距離隸屬度分別為遠處、近處、遠處，則決策為左轉μ₇；

若障礙物在左方、前方、右方的距離隸屬度分別為近處、遠處、近處，則決策為前行μ₈；

其中，左方、前方、右方均是障礙物相對于領航機器人的相對方向，所述近處、遠處根據實際情況設定障礙物相對于領航機器人的距離；

S322：按以下方式對輸出的決策值進行計算得到模糊輸出離散值：

μ_TL＝μ₄∨μ₅∨μ₇

μ_TR＝μ₁^∨μ₂^∨μ₃

μ_TZ＝μ₆∨μ₈

其中，TL、TR、TZ分別表示左轉、右轉、前行，符號∨表示max運算；

S323：將模糊輸出離散值組成模糊集合為μ＝{μ_TL，μ_TR，μ_TZ}，根據最大隸屬度法得到控制量為max{μ_TL，μ_TR，μ_TZ}，

其中，當TL的隸屬度μ_TL最大時輸出TL控制量讓小車左轉；當TZ的隸屬度μ_TZ最大時，輸出TZ控制量小車方向不變；當TR的隸屬度μ_TR最大時，輸出TR控制量小車右轉。