1435-螺旋千斤頂設(shè)計(jì)
1435-螺旋千斤頂設(shè)計(jì),螺旋,千斤頂,設(shè)計(jì)
實(shí)時(shí)自適應(yīng)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃(機(jī)坪)在動(dòng)態(tài)環(huán)境下移動(dòng)機(jī)器人無(wú)法預(yù)見(jiàn)的變化約翰凡諾伊和靜肖,高級(jí)會(huì)員,電機(jī)及電子學(xué)工程師聯(lián)合會(huì)抽象介紹了新穎的實(shí)時(shí)自適應(yīng)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃(機(jī)坪)的方式規(guī)劃適合 高自由度或余的機(jī)器人,如移動(dòng)軌跡 機(jī)械手,在動(dòng)態(tài)環(huán)境中的障礙與移動(dòng) 未知的軌跡。在RAMP 方式,能同時(shí) 路徑和軌跡規(guī)劃,同步規(guī)劃和實(shí)施 在實(shí)時(shí)的議案。它助于實(shí)時(shí)優(yōu)化在不同的軌跡優(yōu)化的標(biāo)準(zhǔn),如減少精力和時(shí)間,最大限度地提高可操作性。它還可容納部分指定的目標(biāo)任務(wù)的機(jī)在 RAMP 方式器人很容易。該方法利用冗余(冗余機(jī)器人運(yùn)動(dòng)等在移動(dòng)與操縱機(jī)械臂)通過(guò)機(jī)器人配置變量,以最好地實(shí)現(xiàn)松散耦合的障礙避免和優(yōu)化的目標(biāo)。已落實(shí)和在一個(gè)多樣化的模擬測(cè)試集工作環(huán)境,包括與環(huán)境中的多個(gè)移動(dòng)機(jī)器人。結(jié)果(以及附帶的視頻)顯示說(shuō)了 RAMP 計(jì)劃者,其高效率和靈活性,而不是只處理一個(gè)單一的移動(dòng)機(jī)人在動(dòng)態(tài)環(huán)境良好與未知的議案,除了各種障礙靜態(tài)的障礙,但也可以很容易和有效地計(jì)劃的議案為機(jī)每個(gè)移動(dòng)械臂在多個(gè)共享的環(huán)境移動(dòng)機(jī)械臂和其他移動(dòng)障礙。指數(shù)計(jì)算,自適應(yīng),動(dòng)態(tài)不明運(yùn)動(dòng)障礙,松散的耦合,移動(dòng)機(jī)器人,部分指定的目標(biāo),真正的時(shí)間,冗余機(jī)器人,軌跡優(yōu)化。一, 引言運(yùn)動(dòng)規(guī)劃是一個(gè)根本問(wèn)題機(jī)器人技術(shù)[1],[2 設(shè)計(jì)一個(gè)有關(guān)]一個(gè)機(jī)可取的議案器人到達(dá)目標(biāo)。運(yùn)動(dòng)規(guī)劃高自由度移動(dòng)機(jī)械臂的關(guān)節(jié)機(jī)械手或更具挑戰(zhàn)性比移動(dòng)機(jī)器人,因?yàn)楦呔S配置機(jī)器人空間 5 月收到很少或根本沒(méi)有相似之處物理空間的機(jī)器人工程,以及如何構(gòu)建手稿 16,2007;修改 2007 年 12 月 13 日和 3 月 5 日 2008 年。首先公布 2008 年 10 月 1 出版的最新版本,2008 年。本文建議由副主編出版山根光屬帕克和編輯后,評(píng)論者的評(píng)價(jià)意見(jiàn)。這份文件的部分已提交初步的 IEEE 國(guó)際會(huì)議智能機(jī)器人與系統(tǒng),仙臺(tái),日本,2004 年。提交人與智能,多媒體和互動(dòng)系統(tǒng)(IMI)的實(shí)驗(yàn)室,計(jì)算機(jī)科學(xué)系,中北大學(xué) 在北卡羅來(lái)納州夏洛特,夏洛特,北卡羅來(lái)納州 28223 美國(guó)(電子郵件: jmvannoy @ gmail.com; xiao@uncc.edu)。本文的補(bǔ)充材料可在下載 http://ieeexplore.ieee.org,由作者提供:1 視頻的實(shí)時(shí)顯示規(guī)劃和執(zhí)行移動(dòng)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)我們的爬坡算法。這部影片是 14 MB 的大小。 更多的數(shù)字,這個(gè)文件是在網(wǎng)上提供顏色版本在 http://ieeexplore.ieee.org。 數(shù)字對(duì)象標(biāo)識(shí)符 10.1109/TRO.2008.2003277 空間配置效率高于三個(gè)層面在很大程度上仍是一個(gè)未解決的問(wèn)題。 運(yùn)動(dòng)相關(guān)研究規(guī)劃隨機(jī)算法,如流行的概率路線圖(PRM )是法[3]和快速擴(kuò)展隨機(jī)樹(shù) 復(fù)審?fù)ィ┓椒╗4],發(fā)現(xiàn)是非常有效的尋找一個(gè)具有高自由度機(jī)器人無(wú)碰撞路徑脫機(jī),因?yàn)檫@種算法避免建造機(jī)器人的配置明確抽樣的空間配置空間。大羅馬尼亞黨方法有很大的啟發(fā)提高抽樣工作 和路線圖施工[2] ,包括最近的一篇文章[5]生產(chǎn)緊湊的路線圖,以便更好地捕捉不同倫路徑組。通過(guò)建立一個(gè)樹(shù),而不是一圖,隨機(jī)回應(yīng)法更是產(chǎn)生在一個(gè)合適的拍攝或路徑直接產(chǎn)生的軌跡,從而更適合在線操作[6]。這兩種方法都看到很多變種 [2]。也有基于遺傳路徑規(guī)劃方法算法(氣),或者更廣泛地說(shuō),進(jìn)化計(jì)算[7] [8],這是總的框架隨機(jī)搜索受到用戶定義的優(yōu)化準(zhǔn)則。這種優(yōu)化技術(shù)已被廣泛使用,并成功 在許多應(yīng)用領(lǐng)域[8] 優(yōu)化 問(wèn)題。有兩種主要方式的應(yīng)用。一個(gè)簡(jiǎn)單的方法是映射到窗體問(wèn)題適合標(biāo)準(zhǔn)的,現(xiàn)成的,的遺傳算法,解決運(yùn)行它聯(lián)大,然后,地圖的結(jié)果返回到應(yīng)用程序域。這一個(gè)可以適用于所有的方法是有效的,因?yàn)橥凰牧α堪褨|西人工改造的一個(gè)問(wèn)題還有就是在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法,但只限于格式可能會(huì)失去某些原問(wèn)題的一個(gè)重要性質(zhì)。一些基于遺傳算法的路徑規(guī)劃方法[10],[1 采用這種方法其中 C -空間離散成一個(gè)網(wǎng)格,而路徑是在條件一格點(diǎn)固定長(zhǎng)度的序列。為標(biāo)準(zhǔn) GA 對(duì)固定長(zhǎng)度的位串操作,搜索往往是非常緩慢。一個(gè)更有效的方法是采用一般的思想進(jìn)化計(jì)算解決一個(gè)問(wèn)題更為自然和適當(dāng)?shù)拇硇?。?bào)告的路徑規(guī)劃方法[12] - [14]屬于這種定制方式。一個(gè)實(shí)時(shí)路徑規(guī)劃方法報(bào)道[12] 2 點(diǎn)移動(dòng)自由度機(jī)器人,這是擴(kuò)展 [13]點(diǎn)的三自由度飛行機(jī)器人 具體限制。阿多分辨率路徑代表建議在[路徑規(guī)劃 14]。但是,所有的進(jìn)化 算法有一個(gè)必須設(shè)置參數(shù)的數(shù)量 適當(dāng),這往往不是一個(gè)簡(jiǎn)單的任務(wù)。規(guī)劃,運(yùn)動(dòng)規(guī)劃,已產(chǎn)生一對(duì)于一個(gè)可執(zhí)行的軌跡在配置機(jī)器人×?xí)r間空間,或 CT 空間,而不僅僅是一個(gè)幾何路徑。一個(gè)常見(jiàn)的做法是在路徑的基礎(chǔ)上軌跡規(guī)劃所產(chǎn)生的路徑規(guī)劃師。一個(gè)值得注意的框架的彈性條法[15],它可以變形為機(jī)器人的軌跡當(dāng)?shù)匾员苊庖苿?dòng)內(nèi)無(wú)碰撞“ 隧道障礙”連接在一個(gè)三維的機(jī)器人的初始位置和目標(biāo)工作區(qū)。 這樣的“ 隧道”是由一項(xiàng)分解基于路徑規(guī)劃策略[16]。另一種方法是路徑與軌跡規(guī)劃進(jìn)行同步。然而,這一類中最努力的重點(diǎn)是離線算法假設(shè)環(huán)境是完全事先知道,也就是說(shuō),靜態(tài)對(duì)象是已知的,和移動(dòng)的物體被稱為與[17] - [20]已知的軌跡。至于處理未知運(yùn)動(dòng)障礙,只是在最近的一些方法介紹 移動(dòng)機(jī)器人[21],[22]。 能力相結(jié)合使移動(dòng)機(jī)器人適用于更廣泛的范圍比固定基地或移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械手的任務(wù)。對(duì)于移動(dòng)機(jī)器人,任務(wù)目標(biāo)狀態(tài)往往是部分指定無(wú)論是作為的最終效應(yīng),我們稱之為配置地點(diǎn)與地點(diǎn)之間的任務(wù),或所需路徑(或軌跡的最總效益)我們稱之為一個(gè)輪廓,下面的任務(wù)和目標(biāo) 位置/基路徑往往不明。在這里,一個(gè)重要的問(wèn)題是運(yùn)動(dòng)規(guī)劃的協(xié)調(diào)移動(dòng)基地和機(jī)械手。這個(gè)問(wèn)題,因?yàn)樗婕叭哂嗟臎Q議,提出了挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存。存在著豐富的文學(xué)處理這個(gè)問(wèn)題從許多方面。一些研究人員把機(jī)械手和移動(dòng)基地一起作為一個(gè)在規(guī)劃路徑冗余機(jī)器人為逐地任務(wù)[23] - [25]。一些重點(diǎn)規(guī)劃序列“ 減刑配置為移動(dòng)基地”當(dāng)機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)序列[26],[27] 受到各種限制和優(yōu)化準(zhǔn)則。他人重點(diǎn)是協(xié)調(diào)移動(dòng)基地和控制在一個(gè)輪廓,下面的任務(wù)機(jī)械臂[ 試圖 28],[29] 定位移動(dòng)基地最大化操作性。許多考慮非完整約束。雖然現(xiàn)有的工作環(huán)境進(jìn)行最假設(shè)與移動(dòng)機(jī)械臂,少數(shù)已知的障礙研究人員認(rèn)為是未知的地方避碰,移動(dòng)上網(wǎng)的障礙。一種方法[30]采用隨機(jī)回應(yīng)作為地方企劃來(lái)更新原先產(chǎn)生的一大羅馬尼亞黨的路線圖處理移動(dòng)障礙。輪廓跟蹤任務(wù),高效率法[31]允許基地調(diào)整路線,以避免一如果可能的話,同時(shí)保持移動(dòng)的最終效應(yīng)下列障礙 如直線輪廓。另一種方法[29] 允許暫?;A(chǔ),以便讓一個(gè)意想不到的障礙通過(guò)持續(xù)的手臂,而其輪廓跟蹤議案下一個(gè)事件為基礎(chǔ)的控制方案。其他方法包括:基于對(duì)潛在領(lǐng)域之一[32],以避免未知障礙和在神經(jīng)模糊控制器的一[33]修改基地的議案,以避免當(dāng)?shù)匾苿?dòng)障礙穩(wěn)定。那里也是一個(gè)特殊用途的規(guī)劃線上規(guī)劃師兩個(gè)機(jī)器人手臂的動(dòng)作越來(lái)越從一個(gè)地方輸送機(jī)帶[34]。但是,我們不是任何現(xiàn)有工作計(jì)劃,可以知道高自由度機(jī)器人運(yùn)動(dòng)在全球許多未知?jiǎng)討B(tài)障礙。二我們的問(wèn)題與途徑規(guī)劃高自由度在這樣的環(huán)境中機(jī)器人運(yùn)動(dòng)許多未知的動(dòng)態(tài)障礙物構(gòu)成的特殊挑戰(zhàn)。首先,規(guī)劃要做到實(shí)時(shí),不能做脫機(jī)而不能基于某種原因預(yù)置地圖環(huán)境是不斷變化的不可預(yù)見(jiàn)的方式,即配置空間的障礙是未知的和不斷變化的。這種環(huán)境的例子包括一個(gè)大型的公共廣場(chǎng) 全部以不同的方式,一個(gè)倉(cāng)庫(kù)充分地的人繁忙的移動(dòng)機(jī)器人和人類的工人,等等。這樣一環(huán)境是非常不同的靜態(tài)或基本靜止環(huán)境或已知的動(dòng)態(tài)環(huán)境中(即與其他對(duì)象軌跡已知的) ,在那里可以合理地運(yùn)動(dòng)規(guī)劃依靠探索的 C -空間已知的靜態(tài)環(huán)境()或電腦斷層空間已知的動(dòng)態(tài)環(huán)境()脫機(jī)(如羅馬尼亞黨) 。彈性地帶方法提供了靈活性,使 一個(gè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)小調(diào)整,以避免未知的議案 障礙,如果在 C -空間的基本拓?fù)洳?改變。對(duì)于一個(gè)不斷變化的 C -空間的拓?fù)洵h(huán)境 在未知的方式,有計(jì)劃的路徑/軌跡可以被宣布為無(wú)效完全在任何時(shí)間,因此,實(shí)時(shí)自適應(yīng)全局規(guī)劃 能力是需要作出重大改變的機(jī)器人議案。規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)應(yīng)同時(shí)執(zhí)行并根據(jù)檢測(cè),從而確定規(guī)劃必須非??焓冀K能適應(yīng)環(huán)境的變化。從本質(zhì)上看,解決運(yùn)動(dòng)規(guī)劃中的未知?jiǎng)討B(tài)環(huán)境不能產(chǎn)生一個(gè)完整的規(guī)劃算法。也就是說(shuō),沒(méi)有算法能夠保證成功,這種未知環(huán)境。我們只能爭(zhēng)取一個(gè)合理的算法 作為“最佳司機(jī)高自由度機(jī)器人”,但是,即使是最好的驅(qū)動(dòng)程序不能保證是無(wú)事故,如果其他的東西在環(huán)境沒(méi)有受到他/她的控制。本文針對(duì)問(wèn)題的實(shí)時(shí)同步路徑和高自由度機(jī)器人,軌跡規(guī)劃等移動(dòng)機(jī)械臂,表演一般地到地方工作在一個(gè)未知的動(dòng)態(tài)環(huán)境障礙的議案。該議案的障礙可以阻擋無(wú)論是基礎(chǔ)或手臂移動(dòng)機(jī)械手或兩者。我們介紹一個(gè)獨(dú)特的,一般的實(shí)時(shí)自適應(yīng)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃(機(jī)坪)的方法。我們爬坡的方法是建立在無(wú)論是隨機(jī)的想法規(guī)劃和隨時(shí)隨地的,并行和優(yōu)化 規(guī)劃進(jìn)化計(jì)算,同時(shí)避免缺點(diǎn)。其結(jié)果是一個(gè)獨(dú)特的和原始的方法有效的有關(guān)問(wèn)題。在 RAMP 方法有以下幾個(gè)特點(diǎn)。 1)所有軌跡的代表在一次的 CT 空間在不斷改善同步規(guī)劃和執(zhí)行,建立一個(gè)不同的算法路徑/軌跡順序(或遞增) ,使一整個(gè)路徑/軌跡可以成為只有在最后 規(guī)劃過(guò)程。我們隨時(shí)可以提供規(guī)劃者 一個(gè)快速,有效的軌跡繼續(xù)生產(chǎn)。后任何時(shí)間,軌跡,以適應(yīng)實(shí)際需要的時(shí)間全球規(guī)劃。 2)不同的優(yōu)化準(zhǔn)則(例如減少能源和時(shí)間,優(yōu)化操作性) ,可靈活,方便地安置在一個(gè)無(wú)縫的方式優(yōu)化是直接在原來(lái),連續(xù)電腦斷層空間,而不是局限在某一個(gè)有限的圖形或路線圖。軌跡規(guī)劃和優(yōu)化的條件,而不是直接的結(jié)果路徑規(guī)劃。 3)我們的計(jì)劃者在本質(zhì)上是不同的并行多目前所有的時(shí)間軌跡,讓瞬間的,如果必要時(shí),機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)急劇調(diào)整,以適應(yīng)意識(shí)到在新的環(huán)境的變化。這是不同的從規(guī)劃者的只是本地軌跡調(diào)整能力基于對(duì)已知的同倫路徑設(shè)置。這也是從,規(guī)劃不同的順序,如隨時(shí)阿*搜索[35],這也要求建立一個(gè)獨(dú)立的國(guó)家空間搜索的限制,我們的規(guī)劃師不有。 4)軌道搜索和評(píng)估(其最優(yōu))的不斷適應(yīng)變化的結(jié)果,但經(jīng)建以前的搜索(即知識(shí)積累)被 高效的實(shí)時(shí)處理。 5 由于規(guī)劃和執(zhí)行) (即機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)以下到目前為止,該計(jì)劃的結(jié)果)是同時(shí)的,可行的部分 軌跡是允許的,而機(jī)器人可以按照可行的一部分這樣一個(gè)軌跡(如果它是當(dāng)前最好的)并切換到一個(gè)更好的軌道,以避免不可行部分。 6)由我們的策劃者,每多軌跡軌跡可以結(jié)束在目標(biāo)區(qū)域中的一個(gè)不同的目標(biāo)位置,也就是說(shuō),部分指定的目標(biāo),而不是一個(gè)單一的目標(biāo)配置。 7)我們的規(guī)劃師代表了一種冗余機(jī)器人軌跡,移動(dòng)機(jī)器人,作為松耦合軌跡多余的變量采取了冗余的優(yōu)勢(shì)為了最好地實(shí)現(xiàn)避障各種優(yōu)化目標(biāo)。該文件的其余部分組織如下。第二節(jié)是我們爬坡方法的介紹;第三節(jié)和第四節(jié)描述問(wèn)題的代表性和初始化;第五節(jié)概述了軌跡的評(píng)估,并優(yōu)化準(zhǔn)則 介紹了評(píng)價(jià)的策略。第六和第七部分描述策略改變軌道,以產(chǎn)生更好的工作。第八節(jié)介紹了如何利用 RAMP 計(jì)劃者可以創(chuàng)建和維持一個(gè)多樣化的軌道。第九節(jié)規(guī)定的執(zhí)行情況與實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論表現(xiàn)該規(guī)劃師。第十組的結(jié)論文件。二概述在舷梯方法我們的方法的一個(gè)基本前提是規(guī)劃過(guò)程和運(yùn)動(dòng)執(zhí)行相互交織,使同步機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和執(zhí)行。這是實(shí)現(xiàn)通過(guò)我們隨時(shí)規(guī)劃算法,始終保持一個(gè)在 CT -空間的所謂機(jī)器人一套完整的軌跡 人口。的可行性和最優(yōu)每個(gè)軌跡,所謂健身,是通過(guò)評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)函數(shù)編碼優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)??尚行允侵笩o(wú)異性無(wú)。雙方都不可行,可行的軌跡允許在一個(gè)人口。被認(rèn)為是可行的軌跡鉗工比trajectories.Within 每個(gè)類型,軌跡而在健身最優(yōu)。最初的人口是隨機(jī)生成的組合故意種子軌跡。故意種子軌跡包括那些代表不同的亞群的構(gòu)造為了實(shí)現(xiàn)人口的某些差異。如果環(huán)境包含已知的靜態(tài)障礙,基于軌跡關(guān)于預(yù)先計(jì)劃與可行路徑已知的靜態(tài)障礙,也可包括在內(nèi)。見(jiàn)第四節(jié)了解更多詳情。一旦最初的人口組成,它是那么提高到 1 鉗工通過(guò)改善人口,被稱為一代迭代。在每一代人,一個(gè)是隨機(jī)選擇的軌跡并以隨機(jī)選擇修改運(yùn)營(yíng)商之間的改變不同的運(yùn)營(yíng)商數(shù)量修改,以及由此產(chǎn)生軌跡可能被用來(lái)取代軌跡是不是 優(yōu)勝劣汰,形成一個(gè)新的一代。適者生存軌跡總是存放在人口,只能從一代提高到一代。每一代人也被稱為一個(gè)規(guī)劃周期。為了提高初始種群健身,有多少初步規(guī)劃周期可能會(huì)運(yùn)行基礎(chǔ)上,初步檢測(cè)環(huán)境信息前,機(jī)器人開(kāi)始執(zhí)行適者生存軌跡。該機(jī)器人不需要等待一個(gè)可行軌跡出現(xiàn),如果沒(méi)有可行的軌跡可用,機(jī)器人將開(kāi)始沿可行的移動(dòng)軌跡適者生存同時(shí)繼續(xù)為鉗工搜索,希望能找到一個(gè)可行的軌跡前在距離門限 D 第一預(yù)測(cè)碰撞或奇異的執(zhí)行軌跡。這一戰(zhàn)略是有道理的因?yàn)椋?)目前預(yù)計(jì)可能成為可行不可行軌跡稍后反之亦然; 2)被形容后,我們的策劃者使機(jī)器人切換到一個(gè)更好的軌跡,如果有可用的,因此,是目前在隨后的軌跡不可行的一部分遇到,機(jī)器人可能已經(jīng)切換到一個(gè)更好的軌道; 3)策略使有限的遙感,機(jī)器人可在其中沒(méi)有感覺(jué),直到越來(lái)越近的障礙,以及 4)它提供了一個(gè)在彈道測(cè)量的安全評(píng)價(jià)(見(jiàn)第五節(jié)) 。由于機(jī)器人移動(dòng)規(guī)劃將繼續(xù)提高人口的軌跡,直到下一個(gè)控制周期,當(dāng)機(jī)器人可以切換到一個(gè)鉗工軌跡,以便它始終遵循最佳軌跡。為此,每個(gè)軌跡是不斷更新要從當(dāng)前的配置與目前的機(jī)器人當(dāng)一個(gè)新的速度控制周期開(kāi)始。對(duì)于軌跡的正在其次,這意味著已執(zhí)行的部分軌跡是下降的軌跡,而對(duì)所有其他 軌跡,這意味著,只有起點(diǎn)和速度配置正在改變,對(duì)結(jié)點(diǎn)的軌跡休息 (第三節(jié))保持不變。請(qǐng)注意,這里每個(gè)控制周期不一定是低層次的伺服周期控制器。我們的控制周期,這對(duì)控制高法律適應(yīng)化率,能比一個(gè)伺服周期,以確保不再一個(gè)控制周期內(nèi),可以有一個(gè)以上的規(guī)劃循環(huán)。這是因?yàn)檫m應(yīng)是通過(guò)規(guī)劃指導(dǎo)圖。 1。規(guī)劃之間的關(guān)系,控制和檢測(cè)周期。在動(dòng)態(tài)環(huán)境的變化是感應(yīng)和反饋到規(guī)劃師在每個(gè)感測(cè)周期,從而導(dǎo)致更新健身值的軌跡在隨后規(guī)劃周期,運(yùn)動(dòng)障礙,預(yù)測(cè)未知的議案在健身評(píng)價(jià)機(jī)器人軌跡。在一個(gè)多樣化的人口存在的不斷高快速軌道使機(jī)器人適應(yīng)環(huán)境的變化。它這樣做是遵循適者生存軌跡在每個(gè)情況:當(dāng)電流軌跡該機(jī)器人如下變差或不再隨后由于即將碰撞(即 D 是門達(dá)),機(jī)器人可能不需要停止運(yùn)動(dòng),并重新規(guī)劃從零開(kāi)始,而是策劃者往往只需要切換機(jī)器人在人口迅速可行的或更好的軌跡在一個(gè)無(wú)縫的方式。所選擇的軌跡可以是一個(gè)非常不同的同倫群和上一次處理激烈的大變化。在機(jī)器人的情況下,當(dāng)達(dá)到當(dāng)前軌跡 D 但發(fā)現(xiàn)沒(méi)有更好的軌跡轉(zhuǎn),將停止其議案扶貧,即所但停止,斜坡規(guī)劃師(即機(jī)器人的“思維”的過(guò)程)從未停止,并繼續(xù)計(jì)劃并為更好地為機(jī)器人軌跡搜索。該機(jī)器人一旦恢復(fù)它的運(yùn)動(dòng)軌跡是一個(gè)更好的發(fā)現(xiàn)。這種規(guī)劃/控制/傳感周期繼續(xù)進(jìn)行互動(dòng),并 在走向一個(gè)最佳的目標(biāo)配置的機(jī)器人實(shí)時(shí)方式:改進(jìn)它遵循的軌跡,如果有沒(méi)有環(huán)境的改變,或同時(shí)調(diào)整和完善軌跡是否有感覺(jué)到的變化。圖。1 說(shuō)明一間規(guī)劃,控制可能的關(guān)系,和傳感周期(請(qǐng)注意,實(shí)際的規(guī)劃周期長(zhǎng)度不同)。在 RAMP 算法簡(jiǎn)述算法 1。進(jìn)化算法不同的是,我們使用隨機(jī)選擇和隨機(jī)修改,不能被稱為“變異算子” 運(yùn)營(yíng)商,因?yàn)樗麄儾扇?yán)厲而不是小變化的軌跡,以創(chuàng)造一個(gè)不同的人口準(zhǔn)適應(yīng)不斷變化的環(huán)境。我們進(jìn)一步 RAMP 的算法在保持多樣性和防止人口的同質(zhì)性通過(guò)創(chuàng)建和維護(hù)軌跡不同亞群作為的軌跡在第八節(jié)詳細(xì)解釋。此外,在RAMP 算法不需要調(diào)整概率以及因?yàn)榇蠖鄶?shù)其他參數(shù),許多進(jìn)化算法做。這樣做的結(jié)果,很容易實(shí)現(xiàn)并具有較強(qiáng)的不同工作環(huán)境。事實(shí)上,我們的算法只需要決定參數(shù)的人口規(guī)模,但值可以不變或者說(shuō)有很多不同的環(huán)境不敏感,因?yàn)闀?huì)在后面介紹第八節(jié)。該評(píng)估程序的 RAMP 健身也是原始的,納入經(jīng)常是沒(méi)有考慮到在多個(gè)條件許多其他運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法,不僅是可行的而且還不可行軌跡進(jìn)行了評(píng)價(jià)。我們的爬坡方法還支持部分規(guī)格一個(gè)目標(biāo):只有最終效應(yīng)與位置和方向?qū)τ谑澜缱鴺?biāo)系統(tǒng)是必要的。不同軌跡可能有不同的目標(biāo),基本配置和手臂配置(即達(dá)到同一最終效應(yīng)目標(biāo))在移動(dòng)機(jī)械臂的情況下,使冗余是用來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化環(huán)境中的靈活性。在舷梯算法的詳細(xì)情況的章節(jié)下一步。三。軌跡的表示我們代表了一個(gè)獨(dú)特的移動(dòng)機(jī)器人軌跡機(jī)械手的松耦合和堿基保守黨具有以下特點(diǎn)。1)為機(jī)器人子系統(tǒng),配置路徑的結(jié)在共同指定的空間,在此基礎(chǔ)上一立方花鍵軌道的使用二為基礎(chǔ)子系統(tǒng)),一個(gè)結(jié)配置路徑 在世界笛卡兒空間坐標(biāo)中指定2) 對(duì)于基本的子系統(tǒng),結(jié)配置道路是在世界坐標(biāo)的解析的空間的指定系統(tǒng),線性與拋物面混和彈道半新的3)無(wú)論是作為時(shí)間的函數(shù)軌跡可能包含固定值變量段,即每隔沒(méi)有運(yùn)動(dòng),這些時(shí)間間隔可能或可能不會(huì)兩個(gè)重疊的軌跡。這是成功的關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)松耦合的行為:要么子系統(tǒng)移動(dòng),而其他沒(méi)有一也可以在全體同一時(shí)間。 4)兩個(gè)子系統(tǒng)軌跡排列,形成時(shí)間一個(gè)軌跡,它唯一確定的議案整個(gè)系統(tǒng)。圖。 2 說(shuō)明此一關(guān)節(jié)軌跡和一個(gè)概念維基軌跡。主要利用松散耦合的地點(diǎn)與地點(diǎn)之間的任務(wù)是它在處理不確定動(dòng)態(tài)環(huán)境中的靈活性:當(dāng)一個(gè)動(dòng)態(tài)障礙物的出現(xiàn),有時(shí)是靈活的手臂運(yùn)動(dòng)使一個(gè)比一個(gè)沉重基地更好避稅議案運(yùn)動(dòng),有時(shí)是更有效地改變了運(yùn)動(dòng)而不是有一個(gè)手臂的(尤其是大運(yùn)動(dòng)基地如果是一個(gè)大型有效載荷舉行的最終效應(yīng)) ,有時(shí)兩需要移動(dòng)作出回避;,有時(shí)更能源,甚至只停留時(shí)間,有效地對(duì)整個(gè)系統(tǒng)一段時(shí)間,讓障礙通過(guò)。我們的爬坡規(guī)劃師松散耦合的議案允許所有以前的品種發(fā)生的情況而定。阿軌跡領(lǐng)導(dǎo)移動(dòng)機(jī)械臂從目前配置(具有一定速度和加速度) ,以一目標(biāo)配置。每個(gè)保守黨可能包括一任意數(shù)量的部分,由結(jié)配置分離,也稱為結(jié)點(diǎn)。對(duì)于每一部分的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包含該段,結(jié)點(diǎn)的信息包圍可行性和部分健身(見(jiàn)第五節(jié)) ,以及理想速度和加速度在邊界結(jié)點(diǎn)如果段是可行的。每個(gè)部分是非常數(shù)軌跡生成使用最起碼的時(shí)間最慢的聯(lián)合(包括底座)的機(jī)器人移動(dòng)結(jié)點(diǎn)從開(kāi)始到結(jié)束的結(jié)點(diǎn)的部分,考慮到速度的限制 加速度。對(duì)于手臂,每個(gè)聯(lián)合部分是三次多項(xiàng)式的時(shí)間,并為基地,部分是線性函數(shù)拋物混合。具體來(lái)說(shuō),最低各關(guān)節(jié)的執(zhí)行時(shí)間瞬停節(jié)我為每個(gè)路徑段 J 是第一計(jì)算三次軌跡,在其最大加速度和最高速度的限制聯(lián)合島對(duì)于1Note,當(dāng)我們說(shuō)“基地手臂動(dòng)作,而不會(huì)移動(dòng), ”我們 意味著手臂沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的基地。圖。3。插圖和夾鉗臂軌跡人口目標(biāo)的基礎(chǔ)上“G”相同的路徑段 J 以來(lái),最低的基本 I = 0 時(shí)還計(jì)算了線性與拋物線軌跡共混物在其最大加速度和速度的限制。 接下來(lái),各關(guān)節(jié)(包括基準(zhǔn)最大瞬停節(jié)) ,Tmax 分別,強(qiáng),被用作需要完成的時(shí)間段的路徑 j的根據(jù) Tmax 為,強(qiáng),相應(yīng)的軌跡段(為手臂和基地)可以生成。請(qǐng)注意,更復(fù)雜的方法,同時(shí)考慮到動(dòng)力和扭矩的限制[36] ,[37] 可以用來(lái)確定最小時(shí)間軌跡。然而,在這里我們需要真正的妥協(xié)計(jì)算最低時(shí)的軌跡實(shí)時(shí)性能的規(guī)劃。圖。 3 說(shuō)明了一個(gè)機(jī)器人,它的手臂和基地軌跡人口, 分別。每個(gè)軌跡是由線段表示連接在每個(gè)結(jié)手腕位置或基地位置點(diǎn)。請(qǐng)注意該行本身只是為了顯示該命令其中結(jié)點(diǎn)訪問(wèn)了每個(gè)路徑,當(dāng)然沒(méi)有實(shí)際的路徑。在每行顯示的數(shù)字重路徑與軌跡最高為健身。四,初始化初步的人口是隨機(jī)生成的組合故意種子軌跡。在 RAMP 算法生成隨機(jī)軌跡組成的隨機(jī)選擇的結(jié)配置,內(nèi)的聯(lián)合限制制服樣本機(jī)械手和基地的工作區(qū)的邊界。該最初的基礎(chǔ)和手臂配置,分別確定每個(gè)起點(diǎn)?;九渲檬且粋€(gè)隨機(jī)結(jié)束在一個(gè)合理的目標(biāo)附近生成的手爪 夾持器位置,以便能夠達(dá)到目標(biāo)。逆運(yùn)動(dòng)學(xué)用來(lái)找到相應(yīng)的配置結(jié)束手臂聯(lián)合空間。一個(gè)中間結(jié)點(diǎn)的隨機(jī)數(shù)插入到該基地的軌跡和手臂的軌跡。每一個(gè)結(jié)點(diǎn)是一個(gè)隨機(jī)抽樣的配置。一旦結(jié)點(diǎn)的創(chuàng)建,可以計(jì)算的軌跡(見(jiàn)上一節(jié)) 。有關(guān)每個(gè)軌跡等信息在段段的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是通過(guò)確定健身評(píng)價(jià)軌跡。 在 RAMP 算法也故意種子初始 人口與軌跡的基礎(chǔ)上建立不同的“出發(fā)指示“,以提供多樣性(更第八節(jié))這一點(diǎn)圖。 2。松散的耦合的運(yùn)動(dòng)和操縱圖。 3。插圖和夾鉗臂軌跡人口目標(biāo)的基礎(chǔ)上 “G”此外,還可以包括初始種群軌跡 根據(jù)預(yù)先計(jì)劃的可行路徑就已知的靜態(tài)障礙。這種預(yù)先計(jì)劃的路徑,可從 1 現(xiàn)有方法(例如,羅馬尼亞黨或復(fù)審?fù)ィ┗驈奈覀兊碾x線運(yùn)行師(見(jiàn)算法 3) 。這樣,停機(jī)坪可利用現(xiàn)有的離線規(guī)劃部門在處理能力具有挑戰(zhàn)性的,如處理“窄(靜態(tài)環(huán)境靜態(tài)通道“的一些變種主要集中在羅馬尼亞黨) 。五,適應(yīng)度評(píng)估制定明確的健身評(píng)價(jià)函數(shù)的使用可以靈活應(yīng)用不同的標(biāo)準(zhǔn)和優(yōu)化組合和聚集的多重標(biāo)準(zhǔn)。在我們的規(guī)劃師,健身評(píng)價(jià)包括兩部分:可行性檢查和優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)。我們使用兩種不同的評(píng)價(jià)函數(shù)可行的和不可行的軌跡。在每一種情況下,評(píng)價(jià)函數(shù)是一個(gè)成本函數(shù)來(lái)衡量一個(gè)軌跡健身。在較高的評(píng)價(jià)職能,經(jīng)濟(jì)條件較差或價(jià)值少安裝一個(gè)軌跡。A:可行性檢查目前我們使用兩個(gè)硬約束來(lái)定義的可行性一個(gè)軌跡:碰撞,無(wú)奇無(wú)。 一旦軌跡生成(第三節(jié)) ,我們的規(guī)劃師檢查一個(gè)可行性離散軌跡。因此,它需要以確保沒(méi)有遺漏碰撞或奇異的配置兩個(gè)相鄰的,離散的配置。我們的策略,以避免丟失碰撞是擴(kuò)大的障礙 輕微碰撞前的檢查。本著同樣的精神,我們認(rèn)為配置的可操作性的成本[38]是高于一個(gè)門檻,即非常接近奇異的配置,是一個(gè)奇異的配置。一個(gè)軌跡是可行的,如果它是無(wú)碰撞無(wú)奇在整個(gè)時(shí)期。阿段是可行的軌跡如果每一個(gè)插在其配置是可行的時(shí)間步長(zhǎng);同樣地,如果所有軌道段是可行的,是一個(gè)軌跡可行的。否則,它被稱為不可行。B.對(duì)評(píng)價(jià)功能的可行性軌跡對(duì)于一個(gè)可行的評(píng)價(jià)函數(shù)結(jié)合軌跡 3 優(yōu)化準(zhǔn)則,這其實(shí)是軟約束:1 )時(shí)間(最小化); 2)能源(最小化); 3)可操作性(最大化) 。一個(gè)軌跡,只是執(zhí)行時(shí)間的總和 Tmax 分別,其所有環(huán)節(jié)的時(shí)間持續(xù)時(shí)間因子。由于提案的移動(dòng)基地和機(jī)械手手臂不脫鉤,使他們能夠一起發(fā)生,盡量減少時(shí)間一措施并不能區(qū)分有效率的軌跡從另一個(gè)不必要的一份最低議案手臂或基本移動(dòng) t 而它們具有相同的執(zhí)行時(shí)間。因此,我們用另一種最低能量最優(yōu)的措施。這樣,我們可以區(qū)分兩種軌跡其時(shí)間要求是平等的,但能源需求是 不,那個(gè)所消耗的能源是首選。對(duì)于一個(gè)軌跡能量計(jì)算是一個(gè)簡(jiǎn)單而有效逼近:我們的興趣并不在確定在執(zhí)行一個(gè)精確的軌道能量消耗,而是在比較和排名不同的軌跡能源消耗。因此,估計(jì)我們需要足夠的。我們近似的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)和手臂的形狀移動(dòng)由氣缸機(jī)械手,以簡(jiǎn)化計(jì)算慣性張量。經(jīng)過(guò)一個(gè)可行的軌跡生成,我們計(jì)算每個(gè)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)治療(能源消耗作為連結(jié) 0)的總動(dòng)能變化的聯(lián)系方面在整個(gè)軌跡,總結(jié)能源消耗作為能源消費(fèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)彈道.2 最后,評(píng)估與相關(guān)的可操作的軌跡,我們要在每個(gè)配置中的可操作性措施在每個(gè)軌道段。此值將逆增長(zhǎng)的比例,接近奇點(diǎn),并且可以因此,給出了成本的措施。我們采取這樣的平均一直作為關(guān)系到整個(gè)軌跡逆成本值可操作性。對(duì)于一個(gè)可行的軌跡是一個(gè)整體的健身價(jià)值組合 é 的能源成本,時(shí)間成本T 和成本 M 相關(guān)的可操作的軌跡 C1 的成本=é 格 A1 + C2 的 ? A2 的 補(bǔ)體 C3 + M 答 3 whereCi,我= 1,2,3 ,是一個(gè)重量,指示的重要性各自的成本,愛(ài)是一個(gè)正?;囊蛩貨Q定的最大的估計(jì)各自的成本。C.對(duì)評(píng)價(jià)函數(shù)的軌跡不可行如果一個(gè)軌跡是不可行的,我們定義為適應(yīng)值的總和一個(gè)主宰懲罰項(xiàng) P 和軌跡的評(píng)價(jià)函數(shù)值的成本,就好像它是可行.3 大罰款長(zhǎng)期 P 有兩個(gè)目的。一個(gè)目的是要確保不可行的軌跡是可行的軌跡不到合適的。該另一種是作為一個(gè)相對(duì)安全的措施,使服務(wù)不可行較小的處罰條款被認(rèn)為是安全和軌跡因此,鉗工比更大的懲罰條款。對(duì)于后者為此,我們定義一個(gè)不可行軌跡懲罰項(xiàng)為 P =的 Q / Tcoll,其中 Q 是一個(gè)大 constant4 和 Tcoll 是 2Note,由于線性速度垂直組件被認(rèn)為是在計(jì)算,潛在的能量變化已經(jīng)包括在內(nèi)。由于所有軌跡共享相同的初始狀態(tài),它們共享同一起跑線能源。3For 與奇點(diǎn)的軌跡,我們計(jì)算其猶如“可操作它是可行的“,排除奇異配置。第四季度是設(shè)置為 104 我們的實(shí)驗(yàn)無(wú)論是在第一時(shí)間預(yù)測(cè)碰撞或第一個(gè)奇異配置,以先到者為準(zhǔn),在軌跡。也就是說(shuō),我們考慮一個(gè)更安全,如果是不可行的軌跡有一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間在第一個(gè)預(yù)測(cè)碰撞/奇點(diǎn)。成本的價(jià)值是用來(lái)作為一個(gè)潛在的健身指標(biāo)不可行如果它變得可行軌跡因修改操作。通過(guò)允許在一個(gè)人口不可行軌跡,我們的算法積極最大化的機(jī)會(huì)來(lái)優(yōu)化機(jī)器人實(shí)時(shí)行動(dòng)效率。通常不可行的軌跡可能導(dǎo)致后來(lái)好可行的軌跡。四備注應(yīng)該指出的是,除了標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)化考慮其他標(biāo)準(zhǔn)可用于聚合成評(píng)價(jià)函數(shù)不是可行或不可行的軌跡軌跡,只有在規(guī)定的評(píng)價(jià)程序的變化,而不是整體的算法。我們可以選擇優(yōu)化任何標(biāo)準(zhǔn),其中包括基于可行的軌跡,例如,安全與穩(wěn)定的措施[39]。對(duì)于非完整移動(dòng)機(jī)器人,非完整約束可以添加額外的硬約束作為評(píng)價(jià)一個(gè)軌跡的可行性和評(píng)價(jià)納入函數(shù)不可行的軌跡。還要注意,無(wú)論是否可行或軌跡不可行,相應(yīng)的評(píng)價(jià)函數(shù)的計(jì)算作為對(duì)個(gè)別軌跡段的費(fèi)用總和。這財(cái)產(chǎn)大大方便高效的軌跡評(píng)價(jià)每一代人,因?yàn)橹挥懈淖兯惴ǖ男钡朗苡绊懙能壽E和部分需要重新評(píng)估,尤其是在實(shí)時(shí)。該評(píng)價(jià)是不可行的軌跡通過(guò)進(jìn)一步加快,一旦首次碰撞檢測(cè)一個(gè)機(jī)器人之間的障礙和單鏈路,整個(gè)軌跡標(biāo)記為不可行,并沒(méi)有進(jìn)一步的碰撞核對(duì)所要求的評(píng)價(jià)函數(shù)不可行軌跡() 。六,修改操作回想一下,在每個(gè),我們的爬坡算法某些代修改操作上執(zhí)行某些軌跡希望鉗工軌跡生成。我們使用以下六個(gè)修改操作。 1)插入,游記,隨機(jī)結(jié)點(diǎn)之間插入 2 隨機(jī)選擇了一個(gè)路徑相鄰結(jié)點(diǎn)。2 )刪除一個(gè)隨機(jī)選擇的結(jié)點(diǎn)被刪除。3)變更,Arandomly 選擇結(jié)點(diǎn)被替換 一個(gè)新的,隨機(jī)生成的結(jié)點(diǎn)。4)交換,隨機(jī)選取兩個(gè)相鄰結(jié)點(diǎn)單一路徑的交換。5 )交叉打結(jié)的兩條路徑點(diǎn)名單,并按隨機(jī)分為兩部分,分別與重組:在與第二部分的第一條道路的第一部分第二條路徑,以及與第二條道路的第一部分第二部分的第一條道路。6)停止,該基地的運(yùn)動(dòng)或手臂動(dòng)作停在一隨機(jī)選擇的一個(gè)隨機(jī)的時(shí)間結(jié)點(diǎn)。首五個(gè)操作用來(lái)改變路徑形狀,隨后,相應(yīng)的軌跡。停止操作是用來(lái)改變軌跡只。我們只是隨機(jī)選擇其中的一個(gè)操作(也稱為經(jīng)營(yíng)者)申請(qǐng)選定的軌跡(第) 。所有的經(jīng)營(yíng)者用來(lái)改變?cè)摶氐臋C(jī)械臂軌跡和單獨(dú)或一起隨機(jī)方式。該站經(jīng)營(yíng)者可以對(duì)變量的子集松散耦合那些在一個(gè)冗余機(jī)器人,冗余的,在移動(dòng)機(jī)械手的情況下,松散的耦合方式軌跡該基地和機(jī)械手。這兩個(gè)子系統(tǒng)可以停止他們的行動(dòng)獨(dú)立或聯(lián)合。概率我們的方法就是大自然提供了一個(gè)可能停止;在停止的情況下是有利的,對(duì)策劃者將利用它。請(qǐng)注意,除交叉,上述其他行動(dòng)是,改變單一的軌跡一元的轉(zhuǎn)變。該從兩個(gè)交叉產(chǎn)生兩個(gè)子女的父母軌跡。一個(gè)新的軌跡評(píng)價(jià)可以非???,因?yàn)槊看问中g(shù)只改變某些軌跡段,只有更改的部分需要重新評(píng)估。列在爬坡算法(算法 1) ,鉗工后代被放回把人口,以取代軌跡是不是唯一的一個(gè)亞群的成員,維護(hù)多樣性(有關(guān)此在第八節(jié)) 。在整個(gè)人口適者生存軌跡始終保持在下一代新的人口 P(噸+ 1)注意的 P(噸)和 P(噸+ 1)的尺寸相同,在一個(gè)不同的軌跡。七,實(shí)時(shí)適應(yīng)性算法1 所示,在每個(gè)控制周期結(jié)束時(shí),在人口的所有軌跡更新,使他們的初始配置和速度成為機(jī)器人的當(dāng)前配置和速度。由于可能成為可行的軌跡持續(xù)規(guī)劃的結(jié)果,機(jī)械手可隨時(shí)這個(gè)變化過(guò)程中執(zhí)行新的最佳軌跡,而不是當(dāng)新的控制周期開(kāi)始。請(qǐng)注意,當(dāng)機(jī)器人的變化當(dāng)然,從一個(gè)軌道到另一個(gè)新的軌跡,實(shí)在 更好即使考慮到變化的成本(即,加速或減速的可能需要的變化)為確保評(píng)價(jià)工作的適應(yīng)度(第五節(jié)) 。因此,的變化是平穩(wěn)的,與實(shí)際執(zhí)行的軌跡該機(jī)器人是最好的或最合理的結(jié)果。當(dāng)環(huán)境中的變化是感覺(jué)到(從傳感循環(huán)) ,不斷適應(yīng)的運(yùn)行軌跡規(guī)劃師會(huì)人口在該實(shí)時(shí)變化軌跡可行性和健身價(jià)值復(fù)查反對(duì)改變或改變環(huán)境的一部分。努力的處理重新評(píng)估是保持最少:策劃者只碰撞檢查對(duì)已經(jīng)在移動(dòng)或正在障礙該檢測(cè)周期。當(dāng)有移動(dòng)障礙,我們的規(guī)劃師預(yù)測(cè)未來(lái)的發(fā)展軌跡每個(gè)移動(dòng)的障礙。從一個(gè)障礙的意識(shí)到在過(guò)去的兩年周期和配置的傳感電流檢測(cè)周期,即在時(shí)間鈦- 2,鈦- 1,和 TI(現(xiàn)行時(shí)間) ,我們可以計(jì)算(約)的線性和角度對(duì)象五(安迪- 1 速度) ,五(體) ,和 ω(體) 。障礙的議案預(yù)計(jì)為 4 個(gè)簡(jiǎn)單的類型:1)翻譯只有具有非零五(安迪)如果 ω(TI )的接近零; 2)自我旋轉(zhuǎn) 圖。 4。動(dòng)態(tài)陷阱所造成的高頻率循環(huán)障礙的議案。(1)機(jī)器人計(jì)劃的議案,以避免運(yùn)動(dòng)障礙。 (二)障礙逆轉(zhuǎn)方向;機(jī)器人做的是同樣。 (三)再障方向逆轉(zhuǎn),其過(guò)程。圖。圖。 5。低頻循環(huán)障礙的議案并沒(méi)有一個(gè)圈套。 (一)機(jī)器人計(jì)劃的動(dòng)議,以避免運(yùn)動(dòng)障礙。 (二)障礙尚未扭轉(zhuǎn)方向。 (三)障礙的方向逆轉(zhuǎn),但已達(dá)到機(jī)器人目標(biāo)。和自我旋轉(zhuǎn)與非零五(TI)和 ω(體)如果 V(鈦- 1)和五(TI)的有類似的方向,以及 4)一個(gè)全球性的輪換(約 1 不通過(guò)對(duì)象軸)與非零五(TI )和 ω(體)如五(體- 1)和 V(體)有不同的方向。為軸心的全球沿旋轉(zhuǎn) ω(TI )與遠(yuǎn)離參考位置由一距離 r(TI)的障礙,它可以計(jì)算出五(TI)和 ω(體) 。策劃者機(jī)器人的軌跡下次檢查針對(duì)這種每個(gè)障礙預(yù)測(cè)軌跡,看看是否有將是一個(gè)碰撞。我們的預(yù)測(cè)只需要足夠好很短的時(shí)間才能在未來(lái)傳感周期(可能是長(zhǎng)于或短周期的控制) ,因?yàn)樗鼤?huì)被糾正不斷增加的新感覺(jué)信息。因此,簡(jiǎn)單的方法就足夠了。請(qǐng)注意,要預(yù)測(cè)任何一個(gè)對(duì)象的循環(huán)或周期行為,如移動(dòng)相反的方向,更來(lái)回以前的狀態(tài)需要得到我們的議案的預(yù)測(cè),與實(shí)測(cè)更多的計(jì)算量。幸運(yùn)的是,如果有一個(gè)循環(huán)行為頻率非常高,我們可以發(fā)現(xiàn),從以前只是少數(shù)國(guó)家不會(huì)增加多少成本計(jì)算,并隨后策劃者會(huì)考慮的一環(huán)行為障礙在規(guī)劃可行的機(jī)器人軌跡,以避免動(dòng)態(tài)的陷阱。如果該對(duì)象的循環(huán)運(yùn)動(dòng)頻率高于或相當(dāng)于傳感頻率,然后盡可能少因?yàn)檫^(guò)去的四個(gè)感應(yīng)周期循環(huán)的趨勢(shì)可以檢討。相反,如果一個(gè)循環(huán)障礙的行為具有相當(dāng) 低頻率,我們可以不檢測(cè),因?yàn)樗徽嬲南葳鍣C(jī)器人。無(wú)花果。 4 日和 5 說(shuō)明這些概念。八,多樣性的創(chuàng)作與保護(hù)對(duì)于不同的軌跡人口的需求,可明顯從下面的例子。圖。 6 顯示了一個(gè)任務(wù),需要一個(gè)機(jī)器人通過(guò)向門口一數(shù)圖。 6。的任務(wù),需要一門可以關(guān)閉,作為人口和軌跡意外地打開(kāi)最初的軌跡設(shè)置具有良好的多樣性,以支付環(huán)境。這個(gè)數(shù)字表明基地軌跡只。另一邊的房間。但是,每個(gè)門可開(kāi)啟或關(guān)閉意外地在任何時(shí)間,因此,應(yīng)始終機(jī)器人準(zhǔn)備搬出一個(gè)軌跡,導(dǎo)致一個(gè)封閉的大門并切換到一個(gè)軌道,導(dǎo)致一打開(kāi)了方便之門。由于軌跡通過(guò)不同的門道屬于不同的同倫群體,并因此十分不同,它是必要的人口爬坡的軌跡,創(chuàng)建和維護(hù)是多樣化的與許多不同的同倫群良好覆蓋。如圖所示圖。 6,一個(gè)隨機(jī)生成的初始種群基地軌跡可以相當(dāng)多元化。關(guān)鍵則是在 RAMP 算法來(lái)保持或進(jìn)一步促進(jìn)這種多樣性。顯然,由于機(jī)器人在不斷變化的經(jīng)營(yíng)環(huán)境未知?jiǎng)恿W(xué),其電腦斷層空間不能事先知道。何況,即使是靜態(tài)的,已知的環(huán)境,如何興建的 C - 1 高自由度機(jī)器圖。 7。亞群分配的基礎(chǔ)上在每個(gè)方向出發(fā)控制周期:每個(gè)圖。 8。沒(méi)有多樣性的保護(hù),優(yōu)勝劣汰同倫集團(tuán)占主導(dǎo)地位。同倫群的軌跡正是任何時(shí)候可行的措施是必要的。保留了不同的軌跡人口通過(guò)以下措施:1)不容許相同在一個(gè)人口軌跡; 2)隨機(jī)選擇一個(gè)軌跡變更,而不是基地的選擇上健身; 3)使用改性經(jīng)營(yíng)者介紹劇變軌跡; 4)更換一個(gè)隨機(jī)選擇的軌跡,而比最不適合;及 5)建立和維護(hù)亞群的軌跡。最后一個(gè)措施是非常重要的,是進(jìn)一步下面解釋。A:亞群及多樣性保護(hù)我們的爬坡算法的軌跡人口劃分成 亞群時(shí),一個(gè)新的控制周期開(kāi)始根據(jù)他們的當(dāng)時(shí)離開(kāi)的方向。出境方向 1 軌跡定義為 n 維向量差從最初的配置第一個(gè)節(jié)點(diǎn)配置(一個(gè)具有 n 個(gè)自由度的機(jī)器人) 。我們計(jì)算之間的角度 φ 離開(kāi)一個(gè)和兩個(gè)方向的點(diǎn)的軌跡 b 產(chǎn)品:1 角 b =從頭余弦φ。如果 φ 是一個(gè)閾值比大,那么這兩個(gè)軌跡可被視為屬于兩個(gè)不同的亞群。從在圖的例子。 7,我們可以看到一個(gè)強(qiáng)大的相關(guān)性每個(gè)基地軌跡的同倫群和亞群它屬于根據(jù)出發(fā)的方向 分組類似離境方向的 N 軌跡可昂貴的[因?yàn)樗枰粋€(gè)時(shí)間復(fù)雜度為 O(n2)內(nèi)] 。因此,隨著時(shí)間的推移,我們作出以下的妥協(xié)[復(fù)雜為 O(n)]:選擇一個(gè)參考方向出發(fā),分成數(shù)的區(qū)間范圍 φ,并比較各離開(kāi)方向一分的軌跡人口 進(jìn)入亞群相對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔。這些亞群仍捕獲多樣性粗糙的水平。請(qǐng)注意,由于亞群被更新或重新分配 在每個(gè)新的控制周期,從更新的方向出發(fā), 圖。 8。沒(méi)有多樣性的保護(hù),優(yōu)勝劣汰同倫集團(tuán)占主導(dǎo)地位。這個(gè)數(shù)字表明基地軌跡只。 隨著時(shí)間的推移多樣性捕獲和保存。如果兩個(gè)軌跡在兩個(gè)亞群是在時(shí)間 t 的基礎(chǔ)上出發(fā)的方向 當(dāng)時(shí)控制周期變得非常相似,但在時(shí)間噸+ T,那么他們將不會(huì)被分配到兩個(gè)不同的亞群再次在未來(lái)使用周期相對(duì)應(yīng)或后噸+噸在本質(zhì)上,多樣性是提供更多的選擇每次一機(jī)器人需要來(lái)決定哪些軌跡跟蹤,而每一個(gè)新發(fā)生與控制周期。使用離境指示,以捕捉多樣性滿足這一要求?;叵胍幌?,在每個(gè)規(guī)劃周期(見(jiàn)修改程序在第二部分) ,斜坡算法會(huì)產(chǎn)生一個(gè)或兩個(gè)新 軌跡,它會(huì)使用(更好) ,以取代新軌跡現(xiàn)有的軌跡。首先隨機(jī)挑選 在 RAMP 算法現(xiàn)有的軌跡,然后檢查,如果它是唯一成員其亞群。如果是這樣,它不會(huì)被取代,并在 RAMP 將隨機(jī)選擇另一個(gè)現(xiàn)有的軌跡,等等。在這這樣,多樣性保存。如果沒(méi)有這些措施,以維護(hù)不同的亞群,適者生存亞群可支配經(jīng)過(guò)幾代人,正如圖中所示的例子。 8。如果這門 突然關(guān)閉,所有的軌道將成為不可行。同多樣性的保護(hù),這是不太可能發(fā)生(見(jiàn)結(jié)果 在第九組,B 和視頻也隨同本文在 http://ieeexplore.ieee.org 可用) 。圖。 9 顯示了一個(gè)不同的例子來(lái)說(shuō)明利益 多樣性保護(hù)的手臂軌跡。在這里,機(jī)器人前臂可能采取不同的路線去以下酒吧所示。再次,如果這些通道可能被阻止意外,不同的軌跡人口將幫助機(jī)器人很快找到一個(gè)可行的通道。B.人口和亞群的大小下限人口規(guī)模直接相關(guān)亞群的數(shù)量。為了選擇適當(dāng)數(shù)量的亞群男,我們必須找到一個(gè)角度增量 Δθ 的劃分范圍[-180?180?] 。例如,使用 30?此范圍將劃分分為 12 組。為了找到一個(gè)給定的環(huán)境中最小的增量,我們認(rèn)為,在任何障礙最小尺寸環(huán)境,我們?yōu)?L表示,以及距離門檻 D(機(jī)器人之間的最小允許距離表明基地軌跡只。圖。 9。任務(wù)顯示為不同的手臂運(yùn)動(dòng)軌跡的需要,與開(kāi)始配置(上)與目標(biāo)配置(下)。該通道可封鎖并重新打開(kāi)意外。圖。 10。任務(wù)環(huán)境 1 - 6 攜帶與動(dòng)態(tài)障礙物棒(7)靜態(tài)障礙。和障礙)。我們作為一個(gè)計(jì)算 L 和功能的角度 γD 作為上界上 Δθγ = atan(L/D)當(dāng)然,我們可以選擇一個(gè)Δθ小于γ,但給我們?chǔ)媒鉀Q所需的最低率的環(huán)境。我們現(xiàn)在有M =360/ΔθN = KM其中N是總?cè)丝谝?guī)模和K是平均大小各亞群(k≥1個(gè)) 。我們選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)?K表取決于可用計(jì)算機(jī)處理能力。在一般來(lái)說(shuō),在N方向上可確定的基礎(chǔ)上最低數(shù)量占規(guī)劃控制周期循環(huán),使軌跡足夠快的改善。N上下限和上限反映了平衡我們的爬坡規(guī)劃者勘探和開(kāi)采能力。我們的策劃者是相當(dāng)?shù)膹?qiáng)勁表現(xiàn)提供體面在不同的范圍內(nèi)?。九,執(zhí)行情況,結(jié)果和討論在本節(jié)中,我們提出我們的執(zhí)行結(jié)果和討論了RAMP算法的性能。A. 執(zhí)行為了測(cè)試了RAMP算法,我們建立了移動(dòng)機(jī)器人模擬器為美洲獅560安裝在移動(dòng)的基礎(chǔ)。無(wú)論是機(jī)器人和環(huán)境的對(duì)象模型作為一般性的多邊形網(wǎng)格。我們使用的軟件包[40]進(jìn)行實(shí)時(shí)碰撞檢測(cè)。為了模擬環(huán)境動(dòng)態(tài),物體(或障礙)是允許以不同的方式在移動(dòng)軌跡的執(zhí)行情況;不過(guò),規(guī)劃算法沒(méi)有先驗(yàn)知識(shí)這些運(yùn)動(dòng)。在每個(gè)檢測(cè)周期,開(kāi)始位置(即位置和方向的障礙)的提供的應(yīng)該是從檢測(cè)。我們實(shí)施了爬坡算法在C#和C + +和執(zhí)行是一個(gè)四核至強(qiáng)電腦與每個(gè)在3.0 GHz的核心業(yè)務(wù)。 在我們的實(shí)驗(yàn)中,我們?cè)O(shè)置下面的參數(shù)值。該機(jī)械臂和底座重量設(shè)置為35和20 公斤。最高速度和聯(lián)合為彪馬加速被設(shè)置為120?/ s和60?/ s2中分別?;氐淖畲笏俣群图铀俣仍O(shè)置為 2米/秒和1 m/s2分別。的頻率為移動(dòng)機(jī)器人控制周期設(shè)定為60 赫茲。該控制周期相當(dāng)緩慢,因此,相對(duì)于計(jì)劃周期,其中有一個(gè)頻率的很多倍控制周期,根據(jù)工作環(huán)境。B.業(yè)績(jī)?cè)u(píng)價(jià)我們衡量方面的爬坡性能企劃有效性和效率。無(wú)花果。 10和11 顯示了兩個(gè)工作環(huán)境。1)是將在工作環(huán)境1 ,機(jī)器人的一項(xiàng)長(zhǎng)期任務(wù)從地上桿到表中。該表是定位離得足夠遠(yuǎn)的一個(gè)基地的運(yùn)動(dòng)是必需的。那里是一種靜態(tài)的環(huán)境和列數(shù)6移動(dòng)作為動(dòng)態(tài)障礙物兔子:2 旋轉(zhuǎn)對(duì)不同的角速度,平行于表地板,和4個(gè)不同的對(duì)角方向移動(dòng)(即,既不垂直也不水平,但在不同高度) 。2)在工作環(huán)境2 ,我們的任務(wù)是進(jìn)入第二個(gè)房間在柜臺(tái)上和把握的對(duì)象。有一個(gè)靜態(tài)表在第一個(gè)房間里的機(jī)器人最初位置。那里有12個(gè)不同形狀的障礙,不斷變化的動(dòng)態(tài)軌跡;一些改變其方向和速度,從線性到一些變化在不同的角運(yùn)動(dòng)倍。兩個(gè)動(dòng)態(tài)障礙物移動(dòng)第一室,并在第二個(gè)房間休息動(dòng)議。為了衡量一個(gè)執(zhí)行的軌跡最優(yōu)產(chǎn)生我們的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)環(huán)境匝道規(guī)劃師,在障礙議題并沒(méi)有事先知道,我們比較完全脫機(jī)產(chǎn)生這樣的軌跡軌跡為在相同的動(dòng)態(tài)環(huán)境,但同樣的任務(wù)圖。 11。任務(wù)環(huán)境2深遠(yuǎn)就與12個(gè)柜臺(tái)(對(duì)象動(dòng)態(tài)和靜態(tài)的墻壁和障礙表)與已知障礙的議案。因?yàn)檫@是一個(gè)完全優(yōu)化軌跡只能生產(chǎn)環(huán)境時(shí),充分眾所周知。我們通過(guò)略微修改我們的離線規(guī)劃師在RAMP的算法,算法3所示。離線規(guī)劃師之多規(guī)劃根據(jù)需要幾代人產(chǎn)附近最 優(yōu)解l軌跡連接配置和一開(kāi)始目標(biāo)配置。策劃者將終止時(shí),最好軌跡是沒(méi)有得到更好的在1000代。請(qǐng)注意,我們我使用的指數(shù)來(lái)計(jì)算在脫機(jī)規(guī)劃師的后代,這不是在實(shí)時(shí)規(guī)劃者爬坡絕對(duì)時(shí)間噸。我們的離線完全可行的軌跡規(guī)劃師搜索連接一開(kāi)始配置和配置中的一個(gè)目標(biāo)從本質(zhì)上已知的隨機(jī)抽樣一樣的CT空間其他隨機(jī)規(guī)劃,如大羅馬尼亞黨或復(fù)審?fù)ィǎ?。它不過(guò)大羅馬尼亞黨和難民審查法庭提供的優(yōu)勢(shì):它有靈活性根據(jù)一些標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)化優(yōu)化在整個(gè)電腦斷層空間,而不是在一個(gè)有限的圖形或路線圖。它產(chǎn)生一個(gè)接近最優(yōu)的解決方案只是作為一個(gè)進(jìn)化算法會(huì)給予足夠的運(yùn)行時(shí)間。請(qǐng)注意,自他們的運(yùn)動(dòng)障礙,是完全知道,一個(gè)良好的,可行軌跡生成的,采取的所有障礙和帳戶議案將永遠(yuǎn)是好的,可行的。因此,亞群,其中介紹,以應(yīng)付在爬坡的不可預(yù)測(cè)性,是不是這個(gè)離線規(guī)劃師必要的。表一比較,我們的策劃者和爬坡的結(jié)果在這兩個(gè)任務(wù)顯示在脫機(jī)環(huán)境規(guī)劃師無(wú)花果。 10和11 。所有的結(jié)果是超過(guò)25平均處決每個(gè)任務(wù),以M = 18和K = 1.1(這是發(fā)現(xiàn)我們的硬件產(chǎn)品上的最佳成績(jī)) ,使人口 數(shù)N =知識(shí)= 20(見(jiàn)第八節(jié)-乙) 。第 1欄列出了如在圖所示的環(huán)境。 10和 11。第2欄列出總成本(即,健身價(jià)值的執(zhí)行軌跡)的我們的實(shí)時(shí)爬坡規(guī)劃師。 第3 列顯示了整體成本作為規(guī)劃的離線結(jié)果接近最優(yōu)軌跡。第4欄顯示的是實(shí)時(shí)增加百分之軌跡成本超出近最優(yōu)軌跡成本,作為一個(gè)措施我們的爬坡性能策劃者。試驗(yàn)結(jié)果表明,在RAMP生成的軌跡規(guī)劃師進(jìn)行實(shí)時(shí)的成本,平均大約是20 %-30 %,高于脫機(jī)計(jì)劃,近最優(yōu)的 軌跡。能源成本E和T是時(shí)間成本大約每表一,實(shí)時(shí)時(shí)間與近優(yōu)軌跡平均數(shù)25日處決(每組公里= 20表二,爬坡算法統(tǒng)計(jì)平均超過(guò)25決問(wèn)題N = KM = 20) 表三,T 組和無(wú)軌跡停止算20% -30%的average.5當(dāng)然,我們從這個(gè)小小的增益成本增加的能力,處理未知的環(huán)境 在實(shí)時(shí)變化,這可能是沒(méi)有離規(guī)劃。表二列出了RAMP計(jì)劃者的統(tǒng)計(jì)技術(shù)這兩個(gè)例子任務(wù)。它顯示了規(guī)劃效率在RAMP規(guī)劃師。由于每個(gè)任務(wù)都有不同的環(huán)境旅行距離為移動(dòng)機(jī)械手的長(zhǎng)度,平均執(zhí)行時(shí)間也有所不同。為了評(píng)估松散耦合,我們的成效比較我們的爬坡與停止經(jīng)營(yíng)企劃的結(jié)果功能齊全的反對(duì)與停止策劃者的結(jié)果經(jīng)營(yíng)者不使用。表三顯示了E和能源成本時(shí)間成本的T和沒(méi)有停止運(yùn)營(yíng),和百分每增加。表三清楚地表明有停止經(jīng)營(yíng)的優(yōu)勢(shì):較少的能源成本比未停止運(yùn)營(yíng)商和時(shí)間成本也是如此。在節(jié)能減排成本是特別重要的意義。這是因?yàn)橥V乖S可證移動(dòng)機(jī)器人的手臂或停止或基地(或兩者)避免運(yùn)動(dòng)時(shí)首選的一個(gè)不確定的障礙時(shí)尚(參見(jiàn)圖2。 )而不是themobile 器人 “跳”,以避免使同一類。在停止運(yùn)營(yíng)商節(jié)省不能以犧牲能源浪費(fèi)時(shí)間,而且還能節(jié)省時(shí)間以及,根據(jù)測(cè)試結(jié)果顯示。最后,我們還使用了兩個(gè)在圖所示的環(huán)境。 6和 9,作為工作環(huán)境和任務(wù)環(huán)境4和 3,分別在測(cè)試的創(chuàng)建和維護(hù)的有效性5For兩個(gè)示例任務(wù)環(huán)境中,實(shí)時(shí)時(shí)間成本計(jì)劃 軌跡,這也是執(zhí)行時(shí)間,是在15-20 s的范圍,如表二所示。表四,性能和無(wú)亞群平均超過(guò)25EXECUTIONS (N = KM = 20)軌跡多樣性的亞群。我們比較獲得的結(jié)果與亞群(即M = 18,鉀= 1.1,和N =知識(shí)= 20)和無(wú)亞群(即M = 1,K二20,和N =知識(shí)= 20) ,表四。顯然,我們希望以盡量減少時(shí)間或被迫停車次數(shù)。表四表明我們的技術(shù),通過(guò)亞群的多樣性能夠做到這一點(diǎn),減少了運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行,即總時(shí)間, 所用的時(shí)間。伴隨此視頻文件(可在 http://ieeexplore.ieee.org)顯示實(shí)時(shí)執(zhí)行數(shù)任務(wù),其中之一是該任務(wù)的實(shí)時(shí)執(zhí)行在任務(wù)環(huán)境圖。 6證明的效力通過(guò)亞群的多樣性的保護(hù)。多移動(dòng)機(jī)器人三我們的方法也適用于RAMP的情況下直接與多移動(dòng)機(jī)器人,每個(gè)機(jī)器人不知道另一個(gè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)障礙和意見(jiàn)作為其他機(jī)器人要避免的。在這種情況下,每個(gè)機(jī)器人都有自己的實(shí)例在舷梯規(guī)劃師,它的意見(jiàn)再移動(dòng)機(jī)械手作為七,八(或障礙) ,6移動(dòng)機(jī)構(gòu)組成由于鏈接(包括負(fù)載物)的每個(gè)手機(jī)號(hào)碼機(jī)械手。無(wú)花果。 12和13顯示了兩種不同的任務(wù)環(huán)境多個(gè)移動(dòng)機(jī)器人。任務(wù)環(huán)境圖5。 12 有四個(gè)在采摘任務(wù)的移動(dòng)機(jī)械臂合作最多12 個(gè)網(wǎng)球。每個(gè)機(jī)器人隨機(jī)選擇一球,拿起它,并將其置于它在角落里桶。所有的機(jī)器人反復(fù)挑選和無(wú)球的地方,直到球留在地面上。在這個(gè)過(guò)程中,對(duì)于任何一個(gè)機(jī)器人,其他機(jī)器人目前不明議案動(dòng)態(tài)障礙。在任務(wù)環(huán)境6圖。 13日, 3移動(dòng)機(jī)械臂共享相同的工作區(qū)分開(kāi),但執(zhí)行任務(wù):一好轉(zhuǎn)從地上的網(wǎng)球和地區(qū)在水桶他們; 一個(gè)動(dòng)作從一個(gè)表中的其他小方塊,以及1 從一個(gè)位置移動(dòng)長(zhǎng)棒到另一個(gè)地方。每個(gè)機(jī)器人 反復(fù)動(dòng)作一次一個(gè)對(duì)象,直到它應(yīng)該是所有對(duì)象動(dòng)議的議案。在這個(gè)過(guò)程中,機(jī)器人反復(fù)交叉路徑,因此,創(chuàng)建一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的,不確定動(dòng)態(tài)環(huán)境下的所有機(jī)器人。在這兩個(gè)任務(wù)環(huán)境5和6,每個(gè)移動(dòng)機(jī)械手多次通過(guò)移動(dòng)多個(gè)對(duì)象執(zhí)行一項(xiàng)任務(wù)(一個(gè)在一時(shí)間) ,以便其在舷梯算法的應(yīng)用實(shí)例反復(fù)與不同的起點(diǎn)和目標(biāo)配置。視頻第六條依賴于一些機(jī)構(gòu)如移動(dòng)機(jī)械臂持有對(duì)象或不圖。 12。特別工作環(huán)境 5個(gè)機(jī)器人拿起網(wǎng)球。圖。 13。任務(wù)環(huán)境 6 個(gè)機(jī)器人執(zhí)行各種任務(wù)。伴隨這一文件(可在http://ieeexplore.ieee.org顯示了這些任務(wù)的實(shí)時(shí)執(zhí)行。在這些多機(jī)器人任務(wù)環(huán)境中,我們看到了一個(gè)動(dòng)態(tài)的相互作用之間的同步規(guī)劃和實(shí)施進(jìn)程機(jī)械手的移動(dòng)機(jī)械臂的同:每個(gè)移動(dòng)代表其他的障礙和移動(dòng)機(jī)械臂影響他人的軌跡規(guī)劃和執(zhí)行。這些移動(dòng)機(jī)械臂的影響彼此的議案來(lái)回。在工作環(huán)境5,每個(gè)機(jī)器人自發(fā)的決定每次挑球,連它的任務(wù)目標(biāo)是影響的行動(dòng)和其他機(jī)器人動(dòng)作。的種類自發(fā)和動(dòng)態(tài)之間的相互作用在機(jī)器人這兩種環(huán)境5和6的不確定性和不可 早知啟用脫機(jī)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃。鑒于在RAMP計(jì)劃者與爬坡適合這些情況良好每個(gè)機(jī)器人,能夠找到并執(zhí)行一個(gè)可行和附近最優(yōu)解軌跡的機(jī)器人。表五列出每個(gè)爬坡規(guī)劃師統(tǒng)計(jì)移動(dòng)機(jī)器人的多機(jī)器人任務(wù)環(huán)境56。每個(gè)移動(dòng)機(jī)器人有一個(gè)實(shí)例的策劃者,它運(yùn)行在一個(gè)單獨(dú)的CPU核心,因此,斜坡算法實(shí)現(xiàn)類似的每個(gè)移動(dòng)實(shí)時(shí)性能機(jī)械手在單機(jī)器人案件。對(duì)于每一個(gè)爬坡舉例來(lái)說(shuō),再次,男= 18,鉀= 1.1,和 N =知識(shí)= 20。該表五,爬坡帶兩個(gè)機(jī)器人算法平均超過(guò) 20 決問(wèn)題(N = 20)表中的平均執(zhí)行時(shí)間是平均總執(zhí)行時(shí)間為每個(gè)機(jī)器人來(lái)完成任務(wù)。在案件的任務(wù)環(huán)境 5,這是對(duì)每個(gè)機(jī)器人的工作時(shí)間,直到所有的球 被放進(jìn)水桶,因?yàn)闄C(jī)器人共享相同的任務(wù), 他們可比總執(zhí)行時(shí)間,這意味著他們的 工作負(fù)荷或多或少相同,即使機(jī)器人有不同數(shù)量的被迫停止。在任務(wù)環(huán)境 6,然而,每個(gè)機(jī)器人都有不同的工作,因此,總時(shí)間完成的工作是從一個(gè)到另一個(gè)不同的機(jī)器人。表五所示,在移動(dòng)機(jī)器人的三個(gè)長(zhǎng)棒時(shí)間最長(zhǎng),以完成其工作。在這兩種環(huán)境中, 因?yàn)檫@些機(jī)器人同時(shí)工作,最長(zhǎng)的時(shí)間個(gè)人機(jī)器人是整體的時(shí)間來(lái)完成所有的事實(shí)任務(wù)。我們還開(kāi)辦了 RAMP 計(jì)劃者沒(méi)有亞群 (即 M = 1 和 N = 20)在環(huán)境和機(jī)器人 5 6,結(jié)果表明,平均執(zhí)行時(shí)間的增加 由 1%至 7%,而被迫停止從數(shù)量增加 0.3 倍,7.7 倍,大多數(shù)的機(jī)器人,相比在表五(顯示的結(jié)果與亞群) 。因此, 促進(jìn)多樣性有助于產(chǎn)生更好的效果。我們還測(cè)試了許多其他任務(wù)在 RAMP 規(guī)劃師環(huán)境,除了本文件所示的例子。在所有情況下,為移動(dòng)機(jī)器人爬坡算法 能避免與動(dòng)態(tài)障礙物和未知的議案讓移動(dòng)機(jī)械手來(lái)完成其任務(wù)好。十,結(jié)論本文介紹了一種新的方法來(lái)計(jì)劃 RAMP 的高 自由度運(yùn)動(dòng)中的未知?jiǎng)討B(tài)障礙物機(jī)器人運(yùn)動(dòng)。該方法具有以下特點(diǎn)。1)它實(shí)現(xiàn)了路徑規(guī)劃和實(shí)時(shí)適應(yīng)性軌跡在一起,同時(shí)也規(guī)劃和執(zhí)行的議案。這是通過(guò)獨(dú)特的設(shè)計(jì)策劃,還利用速度區(qū)別物理和計(jì)算機(jī)處理的議案。2)在環(huán)境中有效地 dealswith 劇變 通過(guò)多樣化的軌跡,并通過(guò)全球規(guī)劃進(jìn)一步保存,如果需要的多樣性。3)具有靈活性,以不同的優(yōu)化整合不改變標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)需要整體 規(guī)劃算法。4)生產(chǎn)松散耦合冗余子系統(tǒng)軌跡 (如操縱和運(yùn)動(dòng)子系統(tǒng) 一種移動(dòng)機(jī)械手) ,以利用在優(yōu)化的整體運(yùn)動(dòng),同時(shí)避免重復(fù)未知的障礙的議案。 5)憑借其高效率和靈活性,還可以隨時(shí)有效地為每個(gè)高自由度機(jī)器人計(jì)劃的議案(如移動(dòng)機(jī)器人)的環(huán)境中共享由多個(gè)這樣的機(jī)器人。因此,斜坡方法使得 真正的分布式規(guī)劃盡可能多的高自由度機(jī)器人在同一環(huán)境中工作。在 RAMP 方式進(jìn)行測(cè)試與模擬移動(dòng) 在不同的任務(wù)環(huán)境機(jī)器人,非常有前途的結(jié)果。今后的工作包括進(jìn)一步檢驗(yàn)和完善為更復(fù)雜的機(jī)器人和機(jī)器人任務(wù),并納入算法現(xiàn)實(shí)感的情況和制約因素。測(cè)試一個(gè)真正的機(jī)器人也是必要的。參考 [1]沈俊卿 Latombe,機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃。諾威爾,馬:Kluwer,1991。 [2]脊髓肌肉拉瓦爾,規(guī)劃中的應(yīng)用。劍橋,英國(guó):劍橋大大學(xué)。出版社,2006。 [3]屬大腸桿菌 Kavraki,第 Svestka,沈俊卿 Latombe,和王曼奧維馬斯, 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