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基于有限状态机的半自动机器人的软件设计

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技术应用 Teh iu  n  p ia in cnqeadAp lc to  基于有 限状态机 的半 自动机器 人的软 件设 计  赵 磊 蔺 震 胡 晓 鹏  ( 电子 科 技 大 学 四川 成 都 6 00 ) 100  摘  要:为了解决 自动机器人在 动态不确定环境下行为协调 问题 ,本文提 出了一种半 自动机 器人 的设计  思路 。运用有 限状态机理论对机器人 行为全过 程建模 ,使其行为更易为人控制与调整 ,对机器人 的实时  性和鲁棒性也有很大提 高。并将该设 计方法应用在了A U R OC B   OB ON2 1赛事 电子科技大学 的手动机器  00 人的软件设计上 ,比赛结果证 明该方 法的可行 性和有效性。   关 键 词 :半 自动 机 器 人 ;有 限状 态 机 ;A U R OC B  OB ON; 电子 科 技 大 学 ;   中 图分 类 号 :T 2 文 献 标 识 码 :A P4   列 奢  自动机器人又称 自主移动机器人 ,是 指在 动态不  确定的环境下 ,无人干涉 、无人 指示的条件下 ,能按  照预先给定 的 目标 自主地做 出一系列行为并完 成相应  变 成  状 态 P 。   q: o   ,:   的开始状态,q ∈Q。 o   的终止状态集合 ,F  p , c    ∈F ,   称为  的终 止状态 。   有 限状态机 的优点在 于简单易用 ,状 态间的关系  的任 务 。由于 自动机器 人所处环境 为动态不确定 的 ,   简 明直观 。一般情况下 ,可 以应用有 限状态机 的条件  而 自动机器人 自身的感知系统 又是 有限 的 ,所 以对 其  如下 :( 模型化 的系统具有有限个状态 ;( 系统在一  1 ) 2 ) 软件设 计上要 求很 高的鲁棒 性 【 。 ?  ] 鉴 于此 ,本文介 绍了 一种 半 自动 机器 人软 件 设  计方 法 ,通 过 引入有 限状态 机 理论 ,对 原 自动 机器  人 的行 为进 行建 模 ,将 其分 解 为一 系 列独 立离 散 的  行为 ,使 其行 为 更容 易 为人 控 制与 调整 。于 以往方  法相 比 ,该 方法 简化 了机器 人软 件 的设 计 ,降低 了  机器人维护调整 的难度 ,有助于理清 程序员对机器人  行为 的控 制 思路 ,同时将 该设 计 方法 应 用在 了A U B   R OC N2 1 大赛 的手 动机 器人软件 设计上 ,在赛  OB O 0 0 事 中取得 了很好 的效果 。   定状态下的行为响应是惟一 的;( 系统在任何 时间段  3 ) 内总停 留在某一状态下 ;( 系统状态迁移 的条件是有  4 ) 限的 ;( 迁移 是系统 对事件的反应 ;( 迁移所用 时间  5 ) 6 ) 近似为零 [ 。 3  1 有 限状态机描述 了某特定对象 的所有状态及其  转换的过程 。对象的状态转换 由事件驱动 ,对象通过  对 事件接收的 响应来改变 当前状态 。有限状态机 的一  个确切的描述方法是状态转换 图。在有限状态机 的状  态转换 图中 ,有限状态机中对象的每个状态都是独立  的 ,且各不 相 同,状态之间 由转换来连接 。转换 由一  个内部或外部的事件来触发 ,它指 明对象在执行一定  动作 或满足 某个特 定条件时 ,由当前状态转换到一个  新状 态 ,或 者保持 原先的状态不变 J 。   . I 有限状态机理论 (] . 2   有 限状态机是有 限

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