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1.进化控制系统的体系结构
    图1是基本功能/行为集成的移动机器人进化控制系统的体系结构图。该系统由进化规划模块和基于行为的控制模块组成。

图1 规划、行为综合的进化控制体系结构

2.进化规划器的结构与算法
    系统实现包括逻辑设计与物理实现,逻辑设计中以进化规划器与各种反射行为的实现为核心。

图2 进化规划器结构

    在本系统中,进化规划器的结构如图2所示。
    离线进化算法模块根据先验知识对机器人运动路线做出离线规划,机器人再据规划路线移动,其运动姿态由运动规划模块保障。当遇到未知障碍时,启动反射式行为,使机器人避障。然后启动在线进化规划,计算新的路径,再由运动规划器保障实施,以保持路径跟踪的鲁棒性。

    离线与在线进化计算的实现形式描述如下:
    编码方式:机器人移动路径由起始节点至目标节点的线段连接而成,一条路径描述如图3所示。

图3 路径的基因表示

其中,表示节点的坐标值,表示节点是否可行的状态。

3.运动规划算法
    运动规划器的目的在于给出具体的规划路径之后,如何求得合适的速度控制量和驾驶角度控制,保持路径跟踪的鲁棒性。系统中采用如下控制模型:

其中为应施加的速度和角度速度值,为当前的速度与角速度,,分别为当前姿态与参考姿态偏差,,,为正常数。