基于遺傳算法的足球機器人路徑規(guī)劃

摘要：足球機器人系統(tǒng)是一個智能型系統(tǒng)，并且處于一個具有實時對抗性的動態(tài)的復(fù)雜環(huán)境系統(tǒng)中。路徑規(guī)劃層是機器人決策系統(tǒng)的核心之一。本文研究了足球機器人系統(tǒng)的運動學(xué)原理，討論了遺傳算法在足球機器人路徑規(guī)劃中的應(yīng)用，使機器人能避開障礙物從給定點到目標(biāo)點找到一條比較短的路徑，進(jìn)行仿真實驗，比較了不同遺傳代數(shù)對路徑規(guī)劃的影響。

關(guān)鍵詞：足球機器人；路徑規(guī)劃；遺傳算法

DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2013.2.005

要達(dá)成兩個目標(biāo)：一是為了完成某項動作，二是為了避障以實現(xiàn)安全的運行。足球機器人的路徑規(guī)劃具有復(fù)雜性、隨機性、多目標(biāo)和多約束等特點[1]。足球機器人系統(tǒng)由以下幾個部分組成：

1）機器人小車子系統(tǒng)：由多個機器人小車組成；

2）視覺子系統(tǒng)：由攝像機、圖像識別系統(tǒng)組成；

3）通訊子系統(tǒng)：由無線電發(fā)射板組成；

VL VLVL

？

VL x j y j，如圖2所示。

再將起點到終點之間所有經(jīng)過的路徑連接，即構(gòu)成一個染色體，表示為i C ={1VL （x（i），y（i））， 2VL（x（j），y（j）），？，2VL （x（k），y（k））}。然后進(jìn)行障礙物檢測。采用面積法判斷球場的機器人是否為障礙物，其仿真結(jié)果如圖3所示。

選取適應(yīng)度函數(shù)為：f=A+B，

其中，

最后進(jìn)行足球機器人路徑規(guī)劃的仿真，結(jié)果如圖4～7所示。

可以看出，遺傳代數(shù)的不同對足球機器人的路徑規(guī)劃有很大的影響，遺傳代數(shù)增加時，路徑規(guī)劃逐漸變好，但是相應(yīng)的運算時間也會增加。因此在實際當(dāng)中，需要綜合考慮，選取最優(yōu)遺傳代數(shù)。