[发明专利]一种基于距离型模糊推理的移动机器人导航轨迹规划方法

摘要

本发明属于机器人轨迹规划技术领域，尤其涉及一种基于距离型模糊推理的移动机器人导航轨迹规划方法,本发明采用模糊推理规则，将移动机器人导航、向目的地移动、障碍物回避的知识定式化，用模糊集合隶属函数，把模糊推理规则中的语言变量定量化，并由安装在移动机器人上的传感器所检测出来的信息，基于距离型模糊推理，实时地求出移动机器人在给定路径上的走行速度目标值和旋转速度目标值，使移动机器人实现像人导航那样的高度智能行为。

主权项

一种基于距离型模糊推理的移动机器人导航轨迹规划方法，其特征在于，实现该方法的步骤包括：步骤一、当考虑移动机器人与被导航者之间距离时，以机器人与被导航者之间的模糊距离值规划出来的机器人的移动速度为：其中，i＝1,2,…,n1；j＝1,2,…,n1；n1：模糊推理规则的则数；Aj1：模糊推理规则中前件的语言变量模糊集合；bi1：模糊推理规则中后件的语言变量模糊集合；A1：机器人和被导航者之间的实际距离；d(Aj1,A1)：事实A1与前件的语言变量模糊集合Aj1之间的距离值；V1：考虑机器人与被导航者之间距离时的机器人移动速度；步骤二、当移动机器人的前方有障碍物时，以机器人与前方障碍物之间的模糊距离值规划出来的机器人的移动速度为：其中，i＝1,2,…,n2；j＝1,2,…,n2；n2：模糊推理规则的则数；Aj2：模糊推理规则中前件的语言变量模糊集合；bi2：模糊推理规则中后件的语言变量模糊集合；A2：移动机器人和前方障碍物之间的实际距离值；d(Aj2,A2)：事实A2与前件的语言变量模糊集合Aj2之间的距离值；V2：机器人的前方有障碍物时的机器人移动速度；步骤三、当移动机器人的左方有障碍物时，以机器人与左方障碍物之间的模糊距离值规划出来的机器人的旋转速度为：其中，i＝1,2,…,n3；j＝1,2,…,n3；n3：模糊推理规则的则数；Aj3：模糊推理规则中前件的语言变量模糊集合；bi3：模糊推理规则中后件的语言变量模糊集合；A3：机器人和左方障碍物之间的实际距离值；d(Aj3,A3)：事实A3与前件的语言变量模糊集合Aj3之间的距离值；V3：机器人的左方有障碍物时的机器人旋转速度；步骤四、当移动机器人的右方有障碍物时，以移动机器人与右方障碍物之间的模糊距离值规划出来的机器人的旋转速度为：其中，i＝1,2,…,n4；j＝1,2,…,n4；n4：模糊推理规则的则数；Aj4：模糊推理规则中前件的语言变量模糊集合；bi4：模糊推理规则中后件的语言变量模糊集合；A4：机器人和右方障碍物之间的实际距离值；d(Aj4,A4)：事实A4与前件的语言变量模糊集合Aj4之间的距离值；V4：机器人的右方有障碍物时的机器人旋转速度；步骤五、移动机器人导航向目的地移动时，以机器人的位置与目的地之间的距离值规划出来的机器人的移动速度为：以机器人的所在位置到目的地的矢量与机器人移动速度方向的夹角规划出来的机器人的旋转速度为：其中，kg：移动速度系数；kr：旋转速度系数；do：机器人与目的地之间的距离值；θ：机器人所在位置到目的地的矢量与机器人移动速度方向的夹角；x0：目的地的横轴坐标值；y0：目的地的纵轴坐标值；x：机器人的现时刻位置的横轴坐标值；y：机器人的现时刻位置的纵轴坐标值；x'：机器人的前一时刻位置的横轴坐标值；y'：机器人的前一时刻位置的纵轴坐标值；步骤六、移动机器人同时完成导航、向目的地移动和障碍物回避动作时的轨迹规划，是采用如下的调整规则来实现的；R1:当d0≥L0时，Vf＝V1；当时，Vf＝V1，否则，R2:当df≥Lf时，Vf＝V1；当V2≥V1时，Vf＝V1，否则，Vf＝V2；R3:当dr≥Lr且dl≥Ll时，Vr＝Vr5；当dr<Lr时，Vr＝V3，当dl<Ll时，Vr＝V4，否则，其中，df为机器人与前方障碍物之间距离，dr为机器人与右方障碍物之间距离，dl为机器人与左方障碍物之间距离，Vf为最终计算出来的在给定路径上的机器人实际移动速度的目标值，Vr为最终计算出来的在给定路径上的机器人实际旋转速度的目标值。