機(jī)器人室內(nèi)未知環(huán)境探測(cè)與規(guī)劃研究.pdf

1、移動(dòng)機(jī)器人是機(jī)器人領(lǐng)域的重要研究方向，是機(jī)器人學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能等多學(xué)科的結(jié)合。在實(shí)際應(yīng)用中，移動(dòng)機(jī)器人需要在缺少環(huán)境相關(guān)先驗(yàn)知識(shí)的情況下完成探測(cè)與路徑規(guī)劃的任務(wù)。如何提高移動(dòng)機(jī)器人的自主學(xué)習(xí)能力已經(jīng)成為移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，本文對(duì)移動(dòng)機(jī)器人室內(nèi)未知環(huán)境探測(cè)與規(guī)劃進(jìn)行研究。
　　本文針對(duì)移動(dòng)機(jī)器人獲取未知環(huán)境中目標(biāo)信息的需求，提出基于視覺(jué)的目標(biāo)狀態(tài)探測(cè)系統(tǒng)，在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中實(shí)時(shí)獲取目標(biāo)信息引導(dǎo)機(jī)器人完成路徑規(guī)劃。該系統(tǒng)

2、使用基于約束最小二乘法的目標(biāo)擬合方法，保證目標(biāo)檢測(cè)有效性的同時(shí)，提高在有遮擋情況下定位的準(zhǔn)確性。同時(shí)，為了提高目標(biāo)定位信息對(duì)路徑規(guī)劃的貢獻(xiàn)，使用基于差額獎(jiǎng)勵(lì)的目標(biāo)狀態(tài)檢測(cè)方法，應(yīng)用于強(qiáng)化學(xué)習(xí)中獎(jiǎng)勵(lì)信號(hào)的設(shè)計(jì)。
　　以移動(dòng)機(jī)器人傳感器探測(cè)的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，本文設(shè)計(jì)了基于自適應(yīng)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃系統(tǒng)，利用環(huán)境信息控制移動(dòng)機(jī)器人完成路徑規(guī)劃任務(wù)。該系統(tǒng)有效結(jié)合模糊系統(tǒng)的表達(dá)推理能力和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的泛化能力，通過(guò)專家樣本訓(xùn)練，準(zhǔn)

3、確地建立環(huán)境信息與動(dòng)作之間的映射關(guān)系，表現(xiàn)出良好的學(xué)習(xí)能力。
　　根據(jù)移動(dòng)機(jī)器人對(duì)室內(nèi)未知環(huán)境中探測(cè)與規(guī)劃的需求，本文提出基于自適應(yīng)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)化學(xué)習(xí)決策系統(tǒng)，使得移動(dòng)機(jī)器人無(wú)需依賴環(huán)境模型，直接從環(huán)境學(xué)習(xí)狀態(tài)空間與動(dòng)作空間的映射關(guān)系。自適應(yīng)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的函數(shù)逼近能力和泛化能力可以有效解決強(qiáng)化學(xué)習(xí)Q函數(shù)學(xué)習(xí)時(shí)表示空間快速膨脹問(wèn)題，同時(shí)利用視覺(jué)信息完善獎(jiǎng)勵(lì)信號(hào)的設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的實(shí)用性。
　　本文提出的方法均通過(guò)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)測(cè)