仿真机器鱼双鱼协作过孔策略的研究

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关键词：仿真机器鱼；双鱼协作过孔；协作策略；路径规划
中图分类号：ＴＰ２４２文献标识码：ＢБайду номын сангаас
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＳｔｒａｔｅｇｙｏｆＴｗｏＲｏｂｏｔｉｃＦｉｓｈｅｓ’ ＣｏｌｌａｂｏｒａｔｉｏｎｔｏＰａｓｓＴｈｒｏｕｇｈＨｏｌｅ
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ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｍａｎｙｆａｃｔｏｒｓｓｕｃｈａｓｗａｖｅｐｏｗｅｒａｎｄｃｏｍｐｌｅｘｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｍａｋｅｉｔｄｉｆｉｆｃｕｌｔｔｏｃｏｎｔｒｏｌｍｕｈｉ — ｒｏｂｏｔｆｉ —
第３０卷第１期
文章编号：１００６ — ９３４８（２０１３）０１ — ０３４４ — ０４
计
算
机
仿
真
２０１３年１月
仿真机器鱼双鱼协作过孑Ｌ策略的研究
张进，李淑琴，侯霞
（北京信息科技大学计算机学院，北京１００１０１）摘要：水中机器人受到水波动力及水下复杂环境等相关因素的影响，导致行为控制和多机器鱼之间协作完成任务成为难点。针对水中机器人大赛中的双鱼协作过孔项目，从仿真机器鱼控制及协作策略两方面对水中机器人的控制方法进行了研究。水中机器人控制采用基于目标区域的路径规划方法，克服了仿真机器鱼由于水波动干扰而无法准确到达目标点的问题。仿真机器鱼通过不断感知外界环境和自身位置，合理进行角色变换，从而有效地实现了协作带球过孔的任务。该算法在２０１ｌ中国机器人大赛暨ＲｏｂｏＣｕｐ公开赛水中机器人双鱼协作过孔项目中获得冠军。对仿真机器鱼控制及协作策略的研究，为日后实体水中机器人的控制研究提供了参考，具有重要意义。
ＺＨＡＮＧＪｉｎ，ＬＩＳｈｕ－ｑｉｎ，ＨＯＵＸｉａ
（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒ，ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１０１，Ｃｈｉｎａ）
ｐｅｃｔｓ：ｅｍｕｌａｔｉｏｎａｌｒｏｂｏｔｉｃｉｆｓｈｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｙ．Ｔｈｅｗａｔｅｒｒｏｂｏｔｃｏｎｔｒｏｌｅｍｐｌｏｙｓｔｈｅｐｌａｎｎｉｎｇｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔａｒｇｅｔａｒｅａ．Ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｃａｎｏｖｅｒｃｏｍｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｔｈａｔｔｈｅｒｏｂｏｔｉｃｉｆｓｈｅｓｃａｎｎｏｔｒｅａｃｈｔｈｅｔａｒｇｅｔｐｏｉｎｔａｃｃｕｒａｔｅｌｙｂｅｃａｕｓｅｏｆｗａｔｅｒｗａｖｅ ’ Ｓｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ．Ｔｈｅｅｍｕｌａｔｉｏｎａｌｒｏｂｏｔｉｃｉｆｓｈｅｓｃａｎｐｅｒｃｅｉｖｅｅｘｔｅｒｎａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓａｎｄｔｈｅｉｒｌｏｃａｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｎｃｈａｎｇｅｔｈｅｉｒｒｏｌｅｓａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｌｙｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｔａｓｋｏｆｈｅａｄｉｎｇｂａｌｌｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅｌｙｔｏｐａｓｓｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｈｏｌｅ．ＴｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｗｏｎｔｈｅｃｈａｍｐｉｏｎｓｈｉｐｉｎｔｈｅｍａｔｃｈｅｖｅｎｔｏｆＴｗｏＲｏｂｏｔｉｃＦｉｓｈｅｓ ’Ｃｏｌｌａｂｏｒａ — ｔｉｏｎｔｏＰａｓｓｔｈｒｏｕｇｈＨｏｌｅｉｎｔｈｅ２０１１ＲｏｂｏＣｕｐＣｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅｓｔｕｄｉｅｓａｂｏｕｔｒｏｂｏｔｉｃｉｆｓｈｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｙｐｒｏｖｉｄｅｓｏｍｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｗａｔｅｒｒｏｂｏｔｃｏｎｔｒｏｌｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｈａｖｅｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｃｅ．ＫＥＹＷＯＲＤＳ：Ｔｈｅｒｏｂｏｔｉｃｉｆｓｈ；ＴｗｏｒｏｂｏｔｉｃｉｆｓｈｅｓｃｏｌｌａｂｏｒａｔｅｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅＨｏｌｅ；Ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｙ；ｇＰａｔｈｐｌａｎｎｉｎｇ
ｓｈｅｓ ’ｂｅｈａｖｉｏｒｓａｎｄｍａｋｅｔｈｅｍｃｏｏｐｅｒａｔｅｔｏｃｏｍｐｌｅｔｅａｔａｓｋ．ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐｒｏｊｅｃｔｏｆＴｗｏＲｏｂｏｔｉｃＦｉｓｈｅｓＣｏｌｌａｂｏ —