基于遺傳算法的足球機器人路徑規劃

摘要：足球機器人系統是一個智能型系統，并且處于一個具有實時對抗性的動態的復雜環境系統中。路徑規劃層是機器人決策系統的核心之一。本文研究了足球機器人系統的運動學原理，討論了遺傳算法在足球機器人路徑規劃中的應用，使機器人能避開障礙物從給定點到目標點找到一條比較短的路徑，進行仿真實驗，比較了不同遺傳代數對路徑規劃的影響。

關鍵詞：足球機器人；路徑規劃；遺傳算法

DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2013.2.005

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

1）機器人小車子系統：由多個機器人小車組成；

2）視覺子系統：由攝像機、圖像識別系統組成；

3）通訊子系統：由無線電發射板組成；

VL VLVL

？

VL x j y j，如圖2所示。

再將起點到終點之間所有經過的路徑連接，即構成一個染色體，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，其仿真結果如圖3所示。

選取適應度函數為：f=A+B，

其中，

最后進行足球機器人路徑規劃的仿真，結果如圖4～7所示。

可以看出，遺傳代數的不同對足球機器人的路徑規劃有很大的影響，遺傳代數增加時，路徑規劃逐漸變好，但是相應的運算時間也會增加。因此在實際當中，需要綜合考慮，選取最優遺傳代數。