膜计算下自主机器人轨迹智能跟踪算法

为有效帮助自主机器人更好地规划和控制其运动轨迹,使其能够高效地导航到目标位置,并避免障碍物和碰撞等问题,采用膜计算的方法,给出一种新的跟踪算法。首先,利用膜计算构建具有多个步长的细胞膜型结构,来增加自主机器人找到可行路径的机会。其次,基于上述膜的运行规则,对快速连通阶段工作流程进行设计,寻找得到可行的自主机器人轨迹路径,从而使自主机器人可避免障碍物和碰撞等问题,为后续跟踪提供支持。最后,基于多步长并行膜结构寻找获得可行的自主机器人轨迹路径,使用滑模变结构函数来设计控制率,通过控制率对位置误差进行调整,实现自主机器人轨迹跟踪。实验结果表明:机器人跟踪几乎与实际运动轨迹相同,误差较小,在X轴与Y轴上的误差均小于3 mm,且具有较强的鲁棒性,收敛速度在1.1 s以下,可适应不确定性情况;跟踪轨迹平滑度可维持在96%以上,具有较高的稳定性,跟踪性能较佳,并且追踪响应时间最低为5 s,具有实用性。