基于Skinner操作条件反射自动机的机器人轨迹跟踪方法技术
【技术实现步骤摘要】
基于Skinner操作条件反射自动机的机器人轨迹跟踪方法
本专利技术涉及移动机器人轨迹跟踪领域，具体涉及一种基于Skinner(斯金纳)操作条件反射自动机的机器人轨迹跟踪方法。
技术介绍
随着自主移动机器人技术的发展，自主移动机器人的应用领域越来越广泛。它可以取代人类到达许多人类无法到达或有危险的环境，如火灾、地震搜救机器人；还可以代替人类做一些服务类工作，如博物馆导游等。移动机器人的轨迹跟踪运动控制不但可直接用于跟踪目标、机器人编队等领域，而且，循迹追线是对环境信息的一种简化，有利于开发出更有效的算法应用于复杂环境下的自主移动机器人上。经典控制方法和现代控制方法是常用的移动机器人轨迹跟踪控制方法，虽然应用地比较成熟，但其不能自主调整参数，对于同一算法运用在不同机器人、不同环境中需要人工调整参数。本专利技术所采用的Skinner操作条件反射自动机的轨迹跟踪方法来源于1938年美国著名心理学家斯金纳(B.F.Skinner)在其著作《TheBehaviorofOrganisms:anexperimentalanalysis》中提出的操作条件反射(OperantCon...
【技术保护点】
基于Skinner操作条件反射自动机的机器人轨迹跟踪方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：确定Skinner操作条件反射机的数学模型，SKCOA；SKCOA自动机是离散的一个七元组，SKCOA＝＜S,A,f,δ,P,L,H＞，S为离散状态组合集合，A为自动机可选择动作操作集合，f为状态转移函数，δ是取向函数，P为每一状态下选择操作的概率集合，令初始概率分布为均匀分布，L为自动机的操作条件反射学习机制，H为自动机操作行为熵；步骤2：确定SKCOA自动机可选择的操作集合A；操作集合A＝{vk,ωj|k＝1,2,...,na1,j＝1,2,...,na2},vk为机器人前进的速度...
【技术特征摘要】
1.基于Skinner操作条件反射自动机的机器人轨迹跟踪方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：确定Skinner操作条件反射机的数学模型，SKCOA；SKCOA自动机是离散的一个七元组，SKCOA＝＜S,A,f,δ,P,L,H＞，S为离散状态组合集合，A为自动机可选择动作操作集合，f为状态转移函数，δ是取向函数，P为每一状态下选择操作的概率集合，令初始概率分布为均匀分布，L为自动机的操作条件反射学习机制，H为自动机操作行为熵；步骤2：确定SKCOA自动机可选择的操作集合A；操作集合A＝{vk,ωj|k＝1,2,...,na1,j＝1,2,...,na2},vk为机器人前进的速度，ωj为机器人转过的角速度，na1,na2分别为速度和角速度的操作集大小；步骤3：获得机器人在t的时刻的状态集合S＝{ei|i＝1,2,...,ns}；机器人t时刻在环境地图中的坐标位置，记作si|t＝(xi,yi,θi)；xi,yi分别为机器人t时刻所在的横纵坐标，θi为机器人与横轴夹角；期望轨迹坐标点为soi|t＝(xoi,yoi,θoi)；xoi,yoi分别为机器人期望轨迹在t时刻的横纵坐标，θoi为期望位姿与横轴夹角；机器人在t的时刻的状态集合为S1＝{ei|i＝1,2,...,ns}＝soi-si＝(xoi-xi,yoi-yi,θoi-θi)，ns为状态集合大小；步骤4：根据概率集合，从动作集中选择一组动作，即选择前行的速度vk和角速度ωk；步骤5：计算状态转移，方法如下：式中，xn、yn、θn分别代表动作选择后机器人新的横纵坐标以及机器人的朝向角度，xo、yo、θo分别代表动作选择前机器人新的横纵坐标以及机器人的朝向角度，ts为机器人传感器的采样时间；步骤6：计算能量函数eng的值；能量函数用于表示机器人当前位置与轨迹的距离关系，记作eng＝eng(S)＝...
【专利技术属性】
技术研发人员：阮晓钢，李笑漪，肖尧，张晓锐，刘冰，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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