模拟人类记忆与推理方式的路径规划方法

来源 :沈阳工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qiuzhilv
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随着中国智能工业的升级调整,人口老龄化以及人力成本的提升,“智能制造2025”已从概念走向了实际,移动机器人技术在未来的发展中已然成为了一股不可或缺的力量。其中,路径规划技术是移动机器人技术领域的热点问题之一,它是移动机器人顺利完成工作的前提与基础。因此,进行路径规划方面的研究具有重要的应用价值和现实意义。本文以智能轮椅移动机器人为实验平台,从它的应用环境和服务人群角度出发,针对室内环境或家庭环境中既有已知信息又有未知信息的特点,由于这种环境信息的不确定性,有必要对两种情况下智能轮椅移动机器人的路径规划问题进行研究。从人类解决问题方式的角度出发,分别将人类的记忆方式和推理决策方式赋予到移动机器人路径规划中,使其具有更高的智能水平,更符合使用者的思维方式,保证其舒适度和安全性。主要工作内容有:对智能轮椅移动机器人实验平台运动控制部分进行了简要介绍。描述了其全局坐标系转换方程,并建立了移动机器人运动学方程,同时对本文路径规划问题进行了策略分析。其次,引入了人类记忆方式,对其记忆机制进行了分析,在此基础上,建立了移动机器人基于记忆原理的认知模型。分别建立了短时记忆元和长时记忆元的更新和遗忘数学模型,随着时间的推移,对障碍物的记忆深度逐渐衰减,在仿真平台上对模型进行了验证,满足人类的记忆方式。将记忆模型与A*算法相结合,构建一种双层规避算法。针对室内环境信息的不确定性,基于部分先验信息先规划出每次迭代的局部目标点,在局部路径规划中加入记忆模型,模拟人类从感知到决策的方式,随后进行了仿真实验,仿真结果表明了该算法的可行性。最后,针对存在动态障碍物的环境,从基于人类推理决策的角度出发,本文采用模糊逻辑算法,将传感器采集信息作为输入,将移动速度和转角作为输出,保证安全的前提下,通过仿真平台实验结果验证了算法的可行性和有效性。
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