[发明专利]一种未知环境下移动机器人多行为融合自动导航方法

摘要

本发明公开了一种未知环境下移动机器人多行为融合自动导航方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据目标和移动机器人的相对位置实时获取当前的方位角，根据移动机器人周围障碍物状况实时获取多个距离参数；2)多输出支持向量机模糊控制器根据获取的方位角和多个距离参数输出转角值θ_i和速度值v_i，i＝1，2，3；3)多输出支持向量机环境辨识控制器根据方位角和多个距离参数输入信号，输出三个子行为的权重参数w_i，i＝1，2，3；4)按照上式计算移动机器人当前用于导航的转角值θ和速度值v，本发明采用智能控制策略，自适应强，导航可靠性高，效果优良。

主权项

1.一种未知环境下移动机器人多行为融合自动导航方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据目标和移动机器人的相对位置实时获取当前的方位角，根据移动机器人周围障碍物状况实时获取多个距离参数；2)基于奔向目标、沿墙走和避障三个子行为的多输出支持向量机模糊控制器根据获取的方位角和多个距离参数输出转角值θi和速度值vi，i＝1，2，3；3)基于奔向目标、沿墙走和避障三个子行为的多输出支持向量机环境辨识控制器根据方位角和多个距离参数输入信号，输出三个子行为的权重参数wi，i＝1，2，3；4)按照下式计算移动机器人当前用于导航的转角值θ和速度值v：$\theta =\underset{i=1}{\overset{3}{\Sigma }}{w}_i\times {\theta }_i,$ v=\underset{i=1}{\overset{3}{\Sigma }}{w}_i\times v_i;所述的步骤2)中，采用电子罗盘获取移动机器人与目标点之间的方位角\omega ，采用8个环状配置的超声波测距传感器获取8个距离参数d1～d8；其中\{d1，d2，d3\}为左向距离，\{d4，d5\}为前向距离，\{d6，d7，d8\}为右向距离；所述的多输出支持向量机模糊控制器的障碍信号左向障碍Left\_obs，前向障碍Front\_obs和右向障碍Right\_obs定义为：Left\_obs＝Min\{d1，d2，d3\}；Front\_obs＝Min\{d4，d5\}；Right\_obs＝Min\{d6，d7，d8\}；对于所述的多输出支持向量机模糊控制器，沿墙走和避障子行为的输入为左向障碍Left\_obs、前向障碍Front\_obs和右向障碍Right\_obs，奔向目标子行为的输入为方位角\omega ；控制器的输出为两个，转角值\theta i和速度值vi，i＝1，2，3，i为1、2、3分别对应奔向目标、沿墙走和避障三个子行为；左向障碍Left\_obs，前向障碍Front\_obs，右向障碍Right\_obs采用\{远，近，很近\}三个模糊语言变量组成的模糊集合表示，方位角\omega 采用\{大左，中左，左，向前，右，中右，大右\}七个模糊语言变量表示；行为模糊控制器的输出模糊集合转角\theta i用模糊集合\{负大，负中，负小，零，正小，正中，正大\}表示，速度vi用模糊集合\{快，中，慢\}表示；对于所述的多输出支持向量机模糊控制器，利用多输出支持向量机回归，将模糊专家知识确定的规则作为样本，在允许误差范围内进行函数逼近，选出成为支持向量的样本，从而剔除掉规则库中的冗余规则，得到拟合函数。$$