機器人室內(nèi)未知環(huán)境探測與規(guī)劃研究.pdf

1、移動機器人是機器人領(lǐng)域的重要研究方向，是機器人學(xué)、計算機科學(xué)和人工智能等多學(xué)科的結(jié)合。在實際應(yīng)用中，移動機器人需要在缺少環(huán)境相關(guān)先驗知識的情況下完成探測與路徑規(guī)劃的任務(wù)。如何提高移動機器人的自主學(xué)習(xí)能力已經(jīng)成為移動機器人領(lǐng)域的研究熱點，本文對移動機器人室內(nèi)未知環(huán)境探測與規(guī)劃進行研究。
　　本文針對移動機器人獲取未知環(huán)境中目標(biāo)信息的需求，提出基于視覺的目標(biāo)狀態(tài)探測系統(tǒng)，在機器人運動過程中實時獲取目標(biāo)信息引導(dǎo)機器人完成路徑規(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)檢測有效性的同時，提高在有遮擋情況下定位的準(zhǔn)確性。同時，為了提高目標(biāo)定位信息對路徑規(guī)劃的貢獻，使用基于差額獎勵的目標(biāo)狀態(tài)檢測方法，應(yīng)用于強化學(xué)習(xí)中獎勵信號的設(shè)計。
　　以移動機器人傳感器探測的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，本文設(shè)計了基于自適應(yīng)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的移動機器人路徑規(guī)劃系統(tǒng)，利用環(huán)境信息控制移動機器人完成路徑規(guī)劃任務(wù)。該系統(tǒng)有效結(jié)合模糊系統(tǒng)的表達推理能力和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的泛化能力，通過專家樣本訓(xùn)練，準(zhǔn)

3、確地建立環(huán)境信息與動作之間的映射關(guān)系，表現(xiàn)出良好的學(xué)習(xí)能力。
　　根據(jù)移動機器人對室內(nèi)未知環(huán)境中探測與規(guī)劃的需求，本文提出基于自適應(yīng)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的強化學(xué)習(xí)決策系統(tǒng)，使得移動機器人無需依賴環(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化學(xué)習(xí)Q函數(shù)學(xué)習(xí)時表示空間快速膨脹問題，同時利用視覺信息完善獎勵信號的設(shè)計，提高系統(tǒng)的實用性。
　　本文提出的方法均通過相關(guān)的實驗測