智能吸塵機(jī)器人設(shè)計(jì)方案
在某個(gè)時(shí)刻僅有一個(gè)行為觸發(fā),系統(tǒng)能夠比較平穩(wěn)地運(yùn)行。但當(dāng)多個(gè)行為同時(shí)觸發(fā),并且每個(gè)行為都需要機(jī)器人執(zhí)行不同的操作時(shí),機(jī)器人就需要利用仲裁機(jī)制來妥善處理這種關(guān)系。這里采用固定優(yōu)先級仲裁,每個(gè)行為都被惟一地賦予一個(gè)優(yōu)先級值,沖突發(fā)生時(shí),執(zhí)行優(yōu)先級高的行為。行為在發(fā)出控制請求后,需要知道自己是否已經(jīng)得到仲裁器的批準(zhǔn)。仲裁器帶有一定的輸出,每個(gè)行為都賦予一個(gè)惟一標(biāo)識符(ID:Identifer)。仲裁器輸出仲裁獲勝行為的標(biāo)識符。每個(gè)行為通過將自己的標(biāo)識符同仲裁器輸出相比較,能夠確定出自己是否已經(jīng)擁有了對仲裁資源的控制權(quán)。
機(jī)器人在運(yùn)行時(shí),環(huán)境存在很多不可控因素,機(jī)器人的實(shí)際運(yùn)行方式與所期望的有很大差異,有時(shí)傳感器徹底失效,有時(shí)在信息檢測過程中經(jīng)常出現(xiàn)漏報(bào)和誤報(bào)錯(cuò)誤(漏報(bào)是指當(dāng)環(huán)境中存在某種傳感器應(yīng)該能夠檢測到的信息時(shí),傳感器卻檢測不到;誤報(bào)則是指傳感器所檢測到的信息在環(huán)境中是不存在或不正確的)。盡管在重要信息損失或者運(yùn)動(dòng)控制命令變質(zhì)的情況下,性能會(huì)受到一定程度的影響,機(jī)器人程序也應(yīng)該能夠盡其可能地做到最好,而不是完全徹底地癱瘓。在子系統(tǒng)發(fā)生錯(cuò)誤或者工作失敗的情況下,系統(tǒng)這種能夠降低水準(zhǔn)繼續(xù)工作的能力被稱為優(yōu)雅降級。本文設(shè)計(jì)的機(jī)器人具有完善的優(yōu)雅降級功能。在碰撞傳感器失效的情況下,防堵轉(zhuǎn)和防靜止行為將保證機(jī)器人繼續(xù)完成任務(wù)。
4機(jī)器人仿真及分析
對以上提出的基于行為吸塵機(jī)器人設(shè)計(jì)方案進(jìn)行仿真,機(jī)器人采用隨機(jī)覆蓋的模式,不知道自己的具體位置,因此不可避免地會(huì)再次訪問已訪問過的某個(gè)區(qū)域。機(jī)器人的覆蓋率=(1-e-t/a)其中,f為時(shí)間變量;a為一時(shí)間常數(shù)。表明了機(jī)器人在不訪問舊區(qū)域的情況下進(jìn)行確定性覆蓋所花費(fèi)的時(shí)間。通過實(shí)驗(yàn)仿真運(yùn)行情況來看,本文的設(shè)計(jì)方案完全可以滿足要求。雖然隨機(jī)覆蓋方法沒有確定性覆蓋的低重復(fù)性,但他卻能避免確定性覆蓋所帶來的價(jià)格、復(fù)雜性以及系統(tǒng)脆弱性問題。
5 結(jié) 語
由于機(jī)器人的行為不同,不采用價(jià)格昂貴的單一類型傳感器去獲取難以達(dá)到的精度和可靠性,而是綜合使用多個(gè)可靠性相對來說比較差一些的傳感器系統(tǒng),通過這些系統(tǒng)之間的優(yōu)勢互補(bǔ)使機(jī)器人具有更強(qiáng)的魯棒性。
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