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1.進化控制系統(tǒng)的體系結構
    圖1是基本功能/行為集成的移動機器人進化控制系統(tǒng)的體系結構圖。該系統(tǒng)由進化規(guī)劃模塊和基于行為的控制模塊組成。

圖2 進化規(guī)劃器結構

    在本系統(tǒng)中,進化規(guī)劃器的結構如圖2所示。
    離線進化算法模塊根據(jù)先驗知識對機器人運動路線做出離線規(guī)劃,機器人再據(jù)規(guī)劃路線移動,其運動姿態(tài)由運動規(guī)劃模塊保障。當遇到未知障礙時,啟動反射式行為,使機器人避障。然后啟動在線進化規(guī)劃,計算新的路徑,再由運動規(guī)劃器保障實施,以保持路徑跟蹤的魯棒性。

    離線與在線進化計算的實現(xiàn)形式描述如下:
    編碼方式:機器人移動路徑由起始節(jié)點至目標節(jié)點的線段連接而成,一條路徑描述如圖3所示。

表示節(jié)點的坐標值,和駕駛角度控制

其中為當前的速度與角速度,分別為當前姿態(tài)與參考姿態(tài)偏差,,

圖1 規(guī)劃、行為綜合的進化控制體系結構

2.進化規(guī)劃器的結構與算法
    系統(tǒng)實現(xiàn)包括邏輯設計與物理實現(xiàn),邏輯設計中以進化規(guī)劃器與各種反射行為的實現(xiàn)為核心。

圖3 路徑的基因表示

其中,表示節(jié)點是否可行的狀態(tài)。

3.運動規(guī)劃算法
    運動規(guī)劃器的目的在于給出具體的規(guī)劃路徑之后,如何求得合適的速度控制量,保持路徑跟蹤的魯棒性。系統(tǒng)中采用如下控制模型:

為應施加的速度和角度速度值,,,為正常數(shù)。