【正文】 The values of are made up of two parts, and , which are bined as （8）Where the weights and are controlled using Eq. (3) with the petitive advantage and interactions described in section IIIC.As control input we need expressions for the left and right wheels of the mobile platform, denoted and , respectively. To obtain these is integrated to get v, which together with the desired rotational velocity, the wheel diameter and the distance between the wheels can be used to calculate the control inputs as （9） （10）Where is the needed difference in wheel speed given by （12）A. Target DynamicsThe basic dynamics of this target behavior is (13) (14)In which and are the strengths of the attractors and is the direction to the target. The constant gives the relation between the distance to the target and the desired velocity. Finally is the maximal velocity allowed for the mobile platform。oner, Dynamical Systems Approach for the Autonomous Avoidance of Obstacles and Jointlimits for an Redundant Robot Arm. Proceedings of the IROS’06, 2006, pp. 580585.[20] P. Jensfelt, . Christensen, Pose tracking using laser scanning and minimalistic environment models, IEEE Transactions on Robotisc and Automation, Vol. 17, No. 2, 2001, pp. 138147.[21] J. Forsberg, P. A176。oner, Target Representation on an Autonomous Vehicle with LowLevel Sensors The International Journal of Robotics Research, Vol. 19, No. 5, 2000, pp. 424447.[11] H. Choset, . Lynch, S. Hutchinson, G. Kantor, W. Burgard, . Kavraki, S. Thrun, Principles of Robot Motion . The MIT Press, 2005.[12] . Large, . Christensen, R. Bajcsy, Scaling the Dynamic Approach to Path Planning and Control: Competition among Behavioral Constraints. The International Journal of Robotics Research, Vol. 18, No. 1, pp. 3758.[13] P. Althaus, . Christensen, F. 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Sch168。雖然控制是以20Hz被執(zhí)行的，但由于Windows XP的非實(shí)性，動(dòng)作間會(huì)有異常值出現(xiàn)?；谀M器的物理參數(shù)理想的轉(zhuǎn)向。實(shí)驗(yàn)用的系統(tǒng)是Microsoft Robotics （MSRS）。此文的主要結(jié)論包括兩個(gè)層次，其中競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)是用于移動(dòng)平臺(tái)的整體協(xié)調(diào)和機(jī)械手運(yùn)動(dòng)以及避障和目標(biāo)獲取等動(dòng)作。完成之后控制移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)到所需位置放置，進(jìn)而機(jī)械手被激活把目標(biāo)放到箱子里。經(jīng)過(guò)約30秒鐘，瓶子應(yīng)該被抓手拾起的和新的目標(biāo)是給予，造成機(jī)械手收縮動(dòng)作被重新激活而機(jī)械手捕獲動(dòng)作被取消。然而機(jī)械手運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致賽格威漂移，因此要過(guò)一會(huì)知道經(jīng)過(guò)20s之后移動(dòng)平臺(tái)重新被激活，在這里移動(dòng)平臺(tái)又達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)的相對(duì)位置。經(jīng)過(guò)約7秒之內(nèi)達(dá)到目標(biāo)并獲得目標(biāo)信號(hào)，因此機(jī)械手收縮動(dòng)作被取消，機(jī)械手捕獲動(dòng)作被激活。機(jī)器人移動(dòng)、機(jī)械手收縮和目標(biāo)行為有關(guān)的數(shù)據(jù)關(guān)系可以在圖5中看到。最后的自由度是由BLOB的大小決定的。我們希望該機(jī)械手的方向是固定的，因此僅僅需要3個(gè)自由度（自由度）的位置應(yīng)該被相關(guān)的視覺(jué)輸入的影響。特征檢測(cè)是根據(jù)Microsoft Robotics Studio的SimpleVision服務(wù)而測(cè)定的，獲得能夠識(shí)別顏色的斑點(diǎn)。. 黑白邊邊框表示特征識(shí)別。但是，一旦目標(biāo)在toolmounted相機(jī)視線范圍內(nèi)，機(jī)械手依靠視覺(jué)輸入指導(dǎo)切換。由于控制框架我們使用了Microsoft Robotics ，這提供了一個(gè)從傳感器的各種輸入，到驅(qū)動(dòng)器輸出，并確保不同的控制算法同時(shí)運(yùn)作的方法。因此，它僅僅是定位和準(zhǔn)備抓。該平臺(tái)具有一個(gè)SICK LMS291定位和避障裝有Unibrain FireiFireWire攝像頭的激光掃描儀，用于機(jī)械手瞄準(zhǔn)并抓起目標(biāo)。 假定環(huán)境和目標(biāo)重物的角度是不變的。以前的工作已經(jīng)展示了動(dòng)力系統(tǒng)方面的方針與導(dǎo)航的能力通過(guò)一個(gè)環(huán)境中移動(dòng)機(jī)器人[13] [14]和指導(dǎo)一個(gè)機(jī)器人繞過(guò)障礙[16]。通過(guò)定義，其中是指機(jī)械手原始的收縮數(shù)據(jù)配置，我們可能計(jì)算關(guān)節(jié)速度為: （33） 其中是關(guān)節(jié)最大的速度，為attractor的作用參數(shù)。這種相互之間的作用用公式確定： （32）其中當(dāng)機(jī)械手最接近目標(biāo)時(shí)，有助于撤銷臂章動(dòng)作。當(dāng)?shù)侥繕?biāo)的距離和最近障礙物的距離之間的比例系數(shù)超過(guò)，目標(biāo)與障礙物之間的相互作用需要被重新設(shè)置，避障作用受到限制，這是有公式（30）實(shí)現(xiàn)： （30）其中是機(jī)床和目標(biāo)的距離；是一個(gè)如何迅速改變值的增益系數(shù)。障礙i的作用是： （28）其中。1）施力方向：根據(jù)當(dāng)前機(jī)械手的速度V，我們計(jì)算向量相互兩者之間的角度為 （24）在機(jī)械手尺寸方向變化的大小，用（25）計(jì)算 （25）其中是repellor的數(shù)值，根據(jù)距離控制衰減，控制相對(duì)障礙之間的角度。作為輸入避障動(dòng)作的參數(shù)，采用當(dāng)前笛卡爾速度，采用最近的障礙為軌道，給出機(jī)械手和障礙物之間方向和距離。為避免要求不切實(shí)際的快速運(yùn)動(dòng)它的范圍是和，和代表最大允許的機(jī)床直線和旋轉(zhuǎn)速度。到目標(biāo)行為的輸入是當(dāng)前和所需的工具轉(zhuǎn)換和。該機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)受機(jī)器人控制的目標(biāo)和障礙動(dòng)作限制，為此和是相關(guān)的。這種方法包括機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的局限性，如關(guān)節(jié)的位置，速度和加速度的限制。2）計(jì)算所需刀具的逆運(yùn)動(dòng)的速度。這也造成了當(dāng)越來(lái)越接近一個(gè)障礙時(shí)密度增長(zhǎng)非常迅速，從而可以迅速迫使動(dòng)作改變。用于切換到避障動(dòng)作的臨界值將因此必須小于1，但一個(gè)場(chǎng)景中有多樣的障礙往往臨界值設(shè)置的更低。例如2米外有5個(gè)對(duì)象的密度定義成相同的密度與40厘米的距離之外的一個(gè)對(duì)象。假設(shè)一系列的距離，移動(dòng)平臺(tái)和障礙的密度，計(jì)算公式為 （21）此處的定義不同于[14]中的。2）障礙：該障礙動(dòng)作的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)有公式（19）控制： （19）其中是障礙密度在第三節(jié) D被定義。目標(biāo)動(dòng)作有能力能力影響和抑制避障動(dòng)作，目標(biāo)之間的距離和最近的目標(biāo)之間的比例足以確保向目標(biāo)移動(dòng)的動(dòng)作是無(wú)碰撞運(yùn)動(dòng)。下面是最大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和兩種動(dòng)作的相互作用。對(duì)于是表示調(diào)整速度轉(zhuǎn)向，但確保最小速度是被保留的。（三）另一個(gè)比例系數(shù) 根據(jù)到障礙的方向而定的，并運(yùn)用確保兩障礙間的attractor產(chǎn)生，如果機(jī)器人可以在確保安全距離DS下通過(guò)。最后最大速度是指移動(dòng)平臺(tái)所允許的最大速度。要使獲得這些數(shù)據(jù)集成得到v，連同所需的旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，車輪直徑和車輪之間的距離可以用數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)計(jì)算控制輸入： （9） （10）這里車輪需要的速度差被定義為： （12）:捕獲目標(biāo)動(dòng)作的基本動(dòng)力是： (13) (14)其中和是吸引子的優(yōu)勢(shì)參數(shù)和表示運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)的方向。 (3)中的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和相互作用在IIIC中有詳細(xì)的描述。我們所使用的方法是基于參考文獻(xiàn)[20]中論述的方法，它運(yùn)用里程計(jì)和激光測(cè)距相結(jié)合對(duì)所在環(huán)境中地圖的主導(dǎo)線匹配測(cè)量。具體的論述在IIID部分。緊接著除走廊和墻壁避障不包括在內(nèi)，但將沿直線擴(kuò)展。III. 移動(dòng)平臺(tái)的控制該移動(dòng)平臺(tái)的控制，結(jié)構(gòu)與參考文獻(xiàn)[14]中表述的非常相似，但也有一些不同。由于機(jī)械手收縮和移動(dòng)動(dòng)作的聯(lián)系，當(dāng)機(jī)械手原理自動(dòng)巡航裝置時(shí)我們希望能夠取消停止移動(dòng)。此動(dòng)作沒(méi)有和其他的動(dòng)作有直接聯(lián)系，因此它的相互作用參數(shù)設(shè)置為0。2）機(jī)械手捕獲目標(biāo)：當(dāng)移動(dòng)平臺(tái)接近他的目標(biāo)時(shí)，機(jī)械手捕獲目標(biāo)的動(dòng)作應(yīng)該別加強(qiáng)。 （4）其中，決定如何迅速的改變這種優(yōu)勢(shì)，是指到目標(biāo)的距離和是指移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)目標(biāo)所需的最小距離。1）移動(dòng)：在移動(dòng)平臺(tái)遠(yuǎn)離目標(biāo)時(shí)它的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)應(yīng)該被加強(qiáng)；當(dāng)目標(biāo)被捕獲時(shí)移動(dòng)平臺(tái)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)應(yīng)該被降低。這種競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)采用的方法是以[12]為基礎(chǔ)的，除了附加參數(shù)用于控制在[14]中的轉(zhuǎn)換率。. 控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)用、和分別代表機(jī)械手移動(dòng)、機(jī)械手捕獲和機(jī)械手收縮行為的影響，控制信號(hào)和通過(guò)（1）（2）移動(dòng)平臺(tái)和機(jī)械手。當(dāng)目標(biāo)不在范圍內(nèi)，應(yīng)收回機(jī)械手到一個(gè)安全的位置，這是機(jī)械手縮回行為的目的。運(yùn)用競(jìng)爭(zhēng)動(dòng)態(tài)的動(dòng)作被混合在一起是為了做出移動(dòng)平臺(tái)希望得到的指定的移動(dòng)動(dòng)作。我們整個(gè)系統(tǒng)的整體架構(gòu)如圖2所示。 [18]中介紹到使用Hopf振蕩器產(chǎn)生一個(gè)定時(shí)的軌跡，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手可以接住從桌子上面滾下來(lái)的球。另外運(yùn)用產(chǎn)生極限環(huán)Hopf振蕩器動(dòng)力系統(tǒng)的更復(fù)雜的動(dòng)力系統(tǒng)也可被使用。 [15]提供了一個(gè)為速度性能簡(jiǎn)短的策略討論。 在現(xiàn)實(shí)世界中使用這種方法的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)中可以找到[13]，[14]。每個(gè)行為的影響是控制使用一個(gè)相關(guān)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，再加上定義的行為之間有競(jìng)爭(zhēng)力的相互作用，控