基于行为动力学的运动规划研究

景兴建

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Control of Behavior Dynamics for Motion Planning

首发时间：2005-02-01

Xing-Jian Jing ¹

1、Robotics Laboratory, Shenyang Institute of Automation, Chinese Academy of Sciences

Abstract：This paper provides a new approach to the dynamic motion planning problems of mobile robots in uncertain dynamic environments based on the behavior dynamics from an optimal control point of view. The fundamental behavior of a mobile robot in motion planning is regarded as a dynamic process of the interaction between the robot and its local environment, and then it is modeled and controlled for the motion planning purpose. Based on the optimal control of the behavior dynamics, the dynamic motion-planning problem can be transformed into a conventional optimization problem in the robot’s acceleration space, and the optimal motion behavior of the mobile robot can be obtained on line. No restrictions are assumed on the shape and trajectories of obstacles. Collision avoidance between multiple mobile robots can also be realized. Stability of the whole planning-and-control system can be guaranteed. Simulations illustrate our results.

keywords： Behavior Dynamics, Motion Planning, Uncertain Environments

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基于行为动力学的运动规划研究

景兴建 ¹

1、中科院沈阳自动化所机器人学实验室

摘要：本文对动态不确定环境下的移动机器人运动规划问题，提出行为动力学的方法。将行为看作是机器人和环境之间相互交互作用的一个动态变化的过程。对此过程进行建模，就得到行为的模型——行为动力学，它是在一个动态变化过程中相关客体所必须遵守的一般规律，和客体的动力学密切相关但又有区别。于是，机器人的运动规划问题实际上就是对行为动力学的控制问题。通过对行为动力学的建模和控制，我们可以从控制的角度在机器人的加速度空间内直接规划出其最优的运动行为。基于行为动力学的最优控制，规划问题可以转化为在机器人加速度空间内的一个传统的优化问题。规划方法中所用到的所有变量都是在动态局部坐标系下已知或可以测量或计算出来的，并且不需要对障碍物的速度和形状做任何假定。多机器人之间也可以实现较好的协调避碰效果。规划和控制可以形成一个统一的体系进行考虑，并保证稳定性。仿真实验验证了方法的有效性。

关键词：行为动力学运动规划不确定环境

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Xing-Jian Jing. Control of Behavior Dynamics for Motion Planning[EB/OL]. Beijing:Sciencepaper Online[2005-02-01]. http://www.paper.edu.cn/releasepaper/content/200502-4.

No.1525180201107240****

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论文编号	200502-4
论文题目	基于行为动力学的运动规划研究
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