第6卷第1期 智能系统学报 Vol.6 No.1 2011年2月 CAAI Transactions on Intelligent Systems Feb.2011 doi:10.3969/i.i8sn.1673-4785.2011.01.005 基于模糊逻辑的多移动机器人自适应协作围捕 王斐，闻时光，吴成东，魏巍 (东北大学信息科学与工程学院，辽宁沈阳110819) 摘要：提出一种在未知动态环境下实现多移动机器人自适应协作围捕运动目标的整体方案，为成功实现围捕，设 计了基于模糊逻辑的钳型夹击策略，模糊规则通过遗传算法学习获得.同时为躲避围捕过程中遇到的动态随机障 碍，提出了基于碰撞风险的随机避障策略.围捕机器人的综合行为通过融合避障行为、合围行为和抓捕行为获得.在 MRS仿真环境下进行了摸拟实验，获得的不同条件下的围捕结果证明了围捕策略的有效性和鲁棒性， 关键词：多移动机器人；自适应协作围捕；钳型夹击策略；模糊逻辑；遗传算法；碰撞风险 中图分类号：TP391.9文献标识码：A文章编号：16734785(2011)01004407 Adaptive cooperative hunting for multiple mobile robots based on fuzzy logic WANG Fei,WEN Shiguang,WU Chengdong,WEI Wei (College of Information Science and Engineering,Northeaster University,Shenyang 110819,China) Abstract:A general scheme of adaptive cooperative hunting for a moving target by multiple mobile robots in un- known dynamic environments was presented.To realize successful hunting,pincer attack strategy was proposed and its behavior module was described by fuzzy logic,which was learned by a genetic algorithm.Simultaneously,obsta- cle avoidance scheme based on collision risk was used to avoid random obstacles during hunting.The synthesized behavior was obtained by combining avoidance behavior,formation behavior,and approach behavior.Simulated hunting experiments were conducted under different conditions in the Microsoft robotics studio and simulation results demonstrate the effectiveness and robustness of the proposed scheme. Keywords:multiple mobile robots system;adaptive cooperative hunting;pincer attack strategy;fuzzy logics;ge- netic algorithm:collision risk 随着科技的飞速发展，作为多前沿学科交叉的机 近年新兴的研究热点.研究主要集中在以下几个方 器人学在理论和应用上都取得了巨大进展.近年来，机 面：群体结构、学习、资源冲突解决、协作的起源、几 器人在工业、航天、军事和民用服务业等各领域的应用何问题等.在研究中，为了使研究成果具有普遍意 越来越普及，集成化、自动化和智能化程度也在不断提 义，人们主要集中对一些基本的标准问题进行研究， 高.作为一个新兴的研究热点，多机器人系统因具有空 比如搬运、编队、搜索、分类、围捕和跟踪等.其中，协 间上的分布性、功能上的多样性、执行任务时的并行 作围捕可以说是非常典型的一类问题.文献[2]探 性、较强的容错能力和更低的经济成本等单机器人无 讨了以势场栅格法为基础的协作围捕策略，在引入 法比拟的优越性近年来广受关注。 “虚拟范围”后减少了围捕机器人的路径规划次数， 多机器人协作与协调是多机器人系统控制中的 然而“虚拟范围”与机器人速度的对应关系问题并 基本问题，主要涉及高层的组织与运行机制问题，即 没有得到很好的解决.文献[3-4]则提出不同的编队 可以实现系统快速组织与重构的柔性控制机制，是 方法，使移动机器人在围捕前首先形成一定队形 (如圆形)，然后对目标进行合围.该类方法优点是 收稿日期：201008-13. 编队行进扩大了搜索目标的范围，缺点也很明显，编 基金项目：国家自然科学基金资助项目(60705031)：机器人技术与系 统国家重点实验室（哈尔滨工业大学）开放基金资助项目 队易受到环境因素的影响，队形不容易保持.文献 (SKLRS-2010-ZD-03);中央高校基本科研业务费专项资金 [5]提出一种强化学习算法，利用Q-学习算法得出 资助项目(N090404007). 通信作者：王斐.E-mail:wangfei(@ise.neu.edu.cm. 各种行为的输出并进行加权求和获得综合行为来实