趙　京，楊　聰，胡衛(wèi)建

機(jī)械工程

基于AHP-模糊綜合評(píng)價(jià)法的輪履復(fù)合型搜索機(jī)器人性能評(píng)價(jià)及其軟件開發(fā)

趙京1，楊聰1，胡衛(wèi)建2

（1.北京工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程與應(yīng)用電子技術(shù)學(xué)院，北京100124；2.中國(guó)地震應(yīng)急搜救中心，北京100049）

針對(duì)中國(guó)在地震搜救機(jī)器人評(píng)價(jià)方面的研究尚淺，首先，介紹輪履復(fù)合型搜索機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)模式，構(gòu)建了一套性能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并制定了指標(biāo)的詳細(xì)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，為實(shí)際測(cè)試提供參考依據(jù).其次，根據(jù)指標(biāo)多層次、多因素且定量與定性相結(jié)合的特點(diǎn)，提出應(yīng)用AHP-模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)輪履復(fù)合型搜索機(jī)器人評(píng)價(jià).第三，基于構(gòu)建的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與AHP-模糊綜合評(píng)價(jià)法，提出了一套完整的輪履復(fù)合型搜索機(jī)器人的綜合評(píng)價(jià)體系.第四，基于該評(píng)價(jià)體系開發(fā)了一套用于輪履復(fù)合型機(jī)器人性能評(píng)價(jià)的軟件.該軟件可管理機(jī)器人數(shù)據(jù)、專家數(shù)據(jù)、指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并可根據(jù)專家打分和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)得出評(píng)價(jià)結(jié)果.最后，通過實(shí)例驗(yàn)證了該評(píng)價(jià)體系和軟件的有效性.結(jié)果表明:該輪履復(fù)合型搜索機(jī)器人的綜合性能處于中等水平.

搜索機(jī)器人；層次分析法；模糊綜合評(píng)價(jià)；系統(tǒng)軟件

使用輪履復(fù)合型搜索機(jī)器人參與地震災(zāi)后搜索任務(wù)不僅可以有效增加搜索效率，為被困人員爭(zhēng)取更多的生命時(shí)間，還能進(jìn)入救援人員難以進(jìn)入的復(fù)雜事故現(xiàn)場(chǎng)，減少救援人員傷亡，避免釀成更多的悲?。?］.同時(shí)，輪履復(fù)合型搜索機(jī)器人還可以搭載起縫模塊、頂撐模塊、剪切模塊等完成擴(kuò)大廢墟縫隙、頂起廢墟障礙物、切割金屬或硬塊等救援任務(wù).目前，中國(guó)對(duì)輪履復(fù)合型搜索機(jī)器人的研究已有一定成效，然而對(duì)其綜合性能的評(píng)價(jià)還處在探索階段.

輪履復(fù)合型搜索機(jī)器人的性能評(píng)價(jià)是一個(gè)多目標(biāo)決策問題，目前普遍的評(píng)價(jià)方法有灰色聚類法［2］、主成分分析法（principal components analysis，PCA）［3］、層次分析法（analytic hierarchy process，AHP）［4］、模糊評(píng)價(jià)法［5］等.鑒于目前國(guó)內(nèi)的搜索機(jī)器人樣本數(shù)量不大，因此要選用適合少量樣本的評(píng)價(jià)方法.因?yàn)檩喡膹?fù)合型搜索機(jī)器人的性能指標(biāo)有定性指標(biāo)，也有定量指標(biāo)，所以要選用定性定量相結(jié)合的方法.通過總結(jié)以往的綜合評(píng)價(jià)方法，本文提出運(yùn)用AHP-模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)輪履復(fù)合型搜索機(jī)器人性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià).

AHP法是20世紀(jì)70年代由美國(guó)著名運(yùn)籌學(xué)家、匹茲堡大學(xué)教授Saaty提出的［6］，它是一種常用的定量與定性分析相結(jié)合的系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法，適用于解決多目標(biāo)、多準(zhǔn)則、多要素、多層次的非結(jié)構(gòu)化戰(zhàn)略決策問題［7］，它將評(píng)價(jià)對(duì)象的指標(biāo)集按照事物的規(guī)律有意識(shí)地分為若干個(gè)條理化的層次和因素，通過將因素進(jìn)行兩兩比較，得出因素之間的重要性關(guān)系，通過計(jì)算從而得出每個(gè)因素相對(duì)于上一層的權(quán)重.AHP法經(jīng)過多年的發(fā)展，衍生出改進(jìn) AHP法［8］、灰色AHP法［9］、模糊 AHP法［10］等多種綜合分析方法.模糊評(píng)價(jià)法運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)和模糊統(tǒng)計(jì)的原理，將事物的所有影響因子都納入考慮范疇之內(nèi)，進(jìn)一步對(duì)該事物的優(yōu)劣進(jìn)行合理科學(xué)的評(píng)斷.其特點(diǎn)是給出一個(gè)模糊隸屬度來(lái)表示指標(biāo)值，能有效地解決不確定、難以量化的問題.AHP法與模糊綜合評(píng)價(jià)法相結(jié)合，使用AHP法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重，再用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)模糊指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，2個(gè)方法相輔相成，共同提高了評(píng)價(jià)的可靠性、科學(xué)性和有效性.

本文介紹了輪履復(fù)合型搜索機(jī)器人的工作原理和運(yùn)動(dòng)模式，構(gòu)建了輪履復(fù)合型搜索機(jī)器人指標(biāo)體系，確立了各個(gè)指標(biāo)的測(cè)試方法及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并采用AHP-模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)其進(jìn)行綜合評(píng)價(jià).最后，開發(fā)了一套性能評(píng)價(jià)軟件.

1　輪履復(fù)合型搜索機(jī)器人及其性能指標(biāo)

1.1機(jī)器人簡(jiǎn)介

該機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu)是一種新型輪履復(fù)合變形移動(dòng)機(jī)構(gòu)平臺(tái)，圖1為實(shí)物樣機(jī)圖.這種平臺(tái)能實(shí)現(xiàn)輪式和履帶式2種運(yùn)動(dòng)模式，并能根據(jù)地面約束力進(jìn)行輪履互換，具有更高的越障性、移動(dòng)穩(wěn)定性和機(jī)動(dòng)靈活性.履帶輪單元由1個(gè)四桿機(jī)構(gòu)、1個(gè)履帶驅(qū)動(dòng)輪和3個(gè)履帶支撐輪共同組成，履帶的幾何形狀可根據(jù)路況做出調(diào)整.

機(jī)器人在不同環(huán)境、不同工作任務(wù)下可以切換不同的運(yùn)動(dòng)模式:

1）當(dāng)機(jī)器人在平坦地面運(yùn)動(dòng)時(shí)，履帶輪單元與地面線接觸，如圖2所示.此時(shí)運(yùn)動(dòng)輪與履帶的線速度相同，這種運(yùn)動(dòng)方式稱為輪式運(yùn)動(dòng)模式.

2）當(dāng)機(jī)器人遇到障礙時(shí)，由輪式運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為履帶式運(yùn)動(dòng)，此時(shí)運(yùn)動(dòng)輪單元脫離地面，履帶輪單元與地面呈面接觸，并根據(jù)垂直障礙高度（圖3（a））、斜坡角度（圖3（b））和連續(xù)臺(tái)階的高度和寬度（圖3（c））調(diào)整出合適的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)（幾何形狀）.而當(dāng)路面障礙超出機(jī)器人的越障能力時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)停滯或傾翻.

3）當(dāng)機(jī)器人越過廢墟重新恢復(fù)到地面約束力較小的平坦硬路面時(shí)，會(huì)調(diào)整運(yùn)動(dòng)模式逐漸恢復(fù)到運(yùn)動(dòng)速度較大的輪式運(yùn)動(dòng)繼續(xù)前行.

1.2性能指標(biāo)體系

綜合對(duì)搜索機(jī)器人性能指標(biāo)的研究，遴選歸納出輪履復(fù)合型搜索機(jī)器人的整套性能指標(biāo)體系，構(gòu)建了如圖4所示的層次結(jié)構(gòu)，分別為目標(biāo)層A、準(zhǔn)則層B和指標(biāo)層C.目標(biāo)層為輪履復(fù)合型搜索機(jī)器人，其下準(zhǔn)則層有4個(gè)因素，分別為生存能力、運(yùn)動(dòng)能力、搜索感知能力和通訊控制能力.準(zhǔn)則層的每個(gè)因素下又有3～12個(gè)指標(biāo).指標(biāo)層中防水防腐能力、耐熱抗凍能力、路徑規(guī)劃能力、操作界面情況為定性指標(biāo)，其余為定量指標(biāo).

1.3指標(biāo)測(cè)試方法

本課題針對(duì)特定評(píng)價(jià)對(duì)象，參考工業(yè)機(jī)器人和現(xiàn)有的移動(dòng)機(jī)器人的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)［11-12］，制訂了輪履復(fù)合型搜索機(jī)器人的各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，旨在為實(shí)際測(cè)試提供參考依據(jù)，并為測(cè)試結(jié)果的評(píng)價(jià)提供統(tǒng)一標(biāo)度.

除防水防腐能力和耐熱抗凍能力外，所有的指標(biāo)都在人體適宜的正常溫度、白天晴朗、風(fēng)力小于3級(jí)、無(wú)水無(wú)污染的測(cè)試環(huán)境下進(jìn)行.運(yùn)動(dòng)性能試驗(yàn)均在機(jī)器人的電池充滿電的條件下進(jìn)行.

以下列舉其中部分重要指標(biāo)測(cè)試方法:

防水能力:在機(jī)器人的開機(jī)性能和基本運(yùn)動(dòng)性能都正常的情況下關(guān)機(jī)，將其浸入其技術(shù)指標(biāo)所述的防水深度的水中30 min（如未指定，10 cm），或用噴頭向機(jī)器人噴淋凈水2 min.取出機(jī)器人或停止噴水，再測(cè)試開機(jī)性能和基本運(yùn)動(dòng)性能是否正常.

防腐能力:在機(jī)器人開機(jī)性能和基本運(yùn)動(dòng)性能都正常的情況下，將系統(tǒng)關(guān)機(jī)，將機(jī)器人依次放入含SO2、氨水及U-238鈾系的危險(xiǎn)環(huán)境中，放置2 h.取出機(jī)器人并開機(jī)，再次測(cè)試開機(jī)性能和基本運(yùn)動(dòng)性能是否正常.

復(fù)雜路面行走平順性:設(shè)置50 m復(fù)雜顛簸瓦礫路面，在機(jī)器人車身裝置豎直方向加速度傳感器，控制機(jī)器人以50%的最大輪式運(yùn)動(dòng)速度勻速行駛.運(yùn)動(dòng)結(jié)束，查看輸出豎直方向加速度曲線，計(jì)算各峰值的平均值.

生命體辨識(shí)概率:取70%最大有效搜索半徑及70% 最大有效搜索深度處置生命體，各實(shí)驗(yàn)5次，統(tǒng)計(jì)成功感知的概率.

最大無(wú)線控制距離:如果技術(shù)說(shuō)明書上提供了，以說(shuō)明書上的值為起始值，設(shè)置無(wú)線控制距離（如果技術(shù)說(shuō)明書上沒提供，以10 m為起始值），測(cè)量3次.3次中至少有1次成功操控機(jī)器人，則增加1個(gè)長(zhǎng)度單位，若1次都沒有成功，則減少1個(gè)長(zhǎng)度單位，繼續(xù)測(cè)量3次.依次循環(huán)，直至不能繼續(xù)增加（或不用繼續(xù)減少）為止，記錄最大值.

2　AHP-模糊綜合評(píng)價(jià)方法

AHP-模糊綜合評(píng)價(jià)法的基本流程如圖5所示.

2.1搖用AHP法確定指標(biāo)權(quán)重

1）建立層次結(jié)構(gòu)

根據(jù)評(píng)價(jià)目標(biāo)及其涉及的各影響因素，將它們劃分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層等多個(gè)層次，構(gòu)建一套具有階梯型層次結(jié)構(gòu)的指標(biāo)體系.層次結(jié)構(gòu)模型建立后，上下級(jí)指標(biāo)的從屬關(guān)系就確定了，接下來(lái)需要對(duì)每一層次中各指標(biāo)的相對(duì)重要性做出判斷.

2）構(gòu)造判斷矩陣

設(shè)A層因素Ak與下一個(gè)層次B中的因素B1，B2，…，Bn有聯(lián)系，則可以構(gòu)造如表1所示的判斷矩陣.其中bij表示Bi對(duì)Bj的相對(duì)重要性，其值一般可用數(shù)字1～9及其倒數(shù)表示.1表示同等重要，9表示絕對(duì)重要，數(shù)值越大則相對(duì)重要程度越高.

3）求解判斷矩陣

先將判斷矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，求每行的和，然后進(jìn)行歸一化處理，即得到單一準(zhǔn)則下各元素的權(quán)重向量w（w1，…，wn）.

表1　判斷矩陣Table 1　Judgment matrix

CR越小，表示判斷矩陣的一致性越好.當(dāng)CR＜0.1時(shí)即認(rèn)為判斷矩陣的一致性較好，視為通過一致性檢驗(yàn)，否則必須對(duì)判斷矩陣重新進(jìn)行校正，直到其具有滿意的一致性為止.

2.2搖模糊綜合評(píng)價(jià)

1）建立模糊對(duì)象因素集和評(píng)語(yǔ)集

建立因素集U=｛u1，u2，…，un｝，其中ui（i=1，2，…，n）為評(píng)價(jià)因素，n表示同一層次上單因素的個(gè)數(shù).建立評(píng)語(yǔ)集V=｛v1，v2，…，vm｝，其中m為評(píng)語(yǔ)等級(jí)數(shù).

2）建立隸屬度矩陣

對(duì)于定性指標(biāo)，統(tǒng)計(jì)出每個(gè)評(píng)語(yǔ)等級(jí)被評(píng)價(jià)次數(shù)與評(píng)價(jià)專家數(shù)的比例，即為定性指標(biāo)的量化模糊隸屬度；對(duì)于定量指標(biāo)，可根據(jù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，通過隸屬度函數(shù)公式計(jì)算其量化模糊隸屬度.本文采用的隸屬度函數(shù)為降半階梯形分布函數(shù).

當(dāng)j=1時(shí)，

當(dāng)j=m時(shí)，

式中:rj表示第j個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)的隸屬度；xi表示各個(gè)指標(biāo)的實(shí)測(cè)值；uj表示各個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn).因此，對(duì)于每一個(gè)因素集都可得到n行m列的隸屬度矩陣

3）多級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)

模糊綜合評(píng)價(jià)是一個(gè)多級(jí)逆推的過程，先從最末2層相鄰因素層開始計(jì)算，根據(jù)因素集的指標(biāo)權(quán)重向量w（w1，w2，…，wn）與模糊隸屬度矩陣R，不斷往前推出上一級(jí)的模糊隸屬度B=wR，從而可得到頂級(jí)目標(biāo)層的模糊隸屬度.

3　基于AHP-模糊綜合評(píng)價(jià)法的輪履復(fù)合型搜索機(jī)器人性能綜合評(píng)價(jià)

1）指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

根據(jù)專家提供的判斷矩陣表，可以分別得到準(zhǔn)則層B對(duì)目標(biāo)層A（記為A-B）、指標(biāo)層C對(duì)準(zhǔn)則層B（記為B-C）的指標(biāo)權(quán)重結(jié)果，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，結(jié)果如表2所示.

表2　指標(biāo)權(quán)重及其一致性檢驗(yàn)Table 2　Index weight and its consistency check

2）準(zhǔn)則層的模糊隸屬度矩陣

請(qǐng)10位專家參與定性指標(biāo)的評(píng)語(yǔ)確定，得出定性指標(biāo)的模糊隸屬度，如表3所示.

表3　定性指標(biāo)專家評(píng)語(yǔ)統(tǒng)計(jì)表Table 3　Qualitative index expert comment statistics table

定量指標(biāo)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如表4所示.得到該層單因素隸屬度矩陣如下:

生存能力

運(yùn)動(dòng)能力

搜索感知能力

通訊控制能力

表4　定量指標(biāo)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)Table 4　Quantitative index measured data

將這些模糊隸屬度矩陣分別與表2中對(duì)應(yīng)的權(quán)重向量相乘，可得到準(zhǔn)則層的隸屬度矩陣

3）目標(biāo)層的模糊綜合評(píng)價(jià)

同理將目標(biāo)層模糊隸屬度矩陣與表3中對(duì)應(yīng)權(quán)重向量相乘，可得到目標(biāo)層的隸屬度矩陣

4）評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果可知，輪履復(fù)合型搜索機(jī)器人有35.43%的可能屬于“好”，有49.54%的可能屬于“中”，有15.03%的可能屬于“差”.根據(jù)最大隸屬度原則，可能性最大的“中”等級(jí)即最終的評(píng)價(jià)結(jié)果.

4　評(píng)價(jià)系統(tǒng)軟件的開發(fā)

根據(jù)該評(píng)價(jià)體系開發(fā)了一套適用于地震搜救機(jī)器人性能評(píng)價(jià)的軟件，該軟件名為“機(jī)器人效能評(píng)估系統(tǒng)”，采用Microsoft Visual Studio 2010 C#編制.軟件主界面如圖6所示.下面僅以輪履復(fù)合型搜索機(jī)器人介紹該軟件.

4.1軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本軟件設(shè)計(jì)嚴(yán)格遵循AHP-模糊綜合評(píng)價(jià)法的形式和流程，包含數(shù)據(jù)管理和效能評(píng)估兩大模塊.

數(shù)據(jù)管理模塊包含機(jī)器人信息管理、專家信息管理、效能指標(biāo)體系、定量數(shù)據(jù)映射4個(gè)功能.該模塊的主要任務(wù)是管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，是開啟性能評(píng)價(jià)的必備前提.

效能評(píng)估模塊包含判斷指標(biāo)權(quán)重、錄入實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、查看評(píng)估結(jié)果3個(gè)功能，該模塊的主要任務(wù)是錄入評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，通過后臺(tái)運(yùn)算得出評(píng)價(jià)結(jié)果.

4.2軟件功能設(shè)計(jì)

軟件功能介紹如表5所示.

4.3軟件使用文檔

使用該軟件的必備資料如下:1）定量數(shù)據(jù)映射表（1份）；2）專家判斷矩陣表（1份或以上）；3）定量指標(biāo)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表（1份）；4）定性指標(biāo)專家評(píng)語(yǔ)表（1份）.

4.4軟件使用流程

1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錄入

先錄入待評(píng)價(jià)的機(jī)器人數(shù)據(jù)，再錄入?yún)⑴c該機(jī)器人評(píng)價(jià)的專家數(shù)據(jù)（如已錄入則無(wú)需再次錄入），然后檢查并確認(rèn)機(jī)器人性能指標(biāo)體系，最后將評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)錄入定量數(shù)據(jù)映射表.

表5　軟件功能介紹Table 5　Software function introduction

2）機(jī)器人性能評(píng)價(jià)

判斷指標(biāo)權(quán)重的界面如圖7所示.用戶選中要評(píng)價(jià)的機(jī)器人，再選擇參與評(píng)價(jià)的專家，點(diǎn)擊“開始”即可錄入判斷矩陣，點(diǎn)擊“下一級(jí)”進(jìn)入下一個(gè)判斷矩陣.軟件可根據(jù)所輸入的數(shù)據(jù)自動(dòng)計(jì)算各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重.如有多個(gè)專家參與該過程，軟件會(huì)自動(dòng)算出其平均值作為指標(biāo)的權(quán)重.

錄入實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的界面如圖8所示.用戶選中要評(píng)價(jià)的機(jī)器人，點(diǎn)擊“開始”即可錄入定量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和定性專家評(píng)語(yǔ).軟件可根據(jù)實(shí)際錄入情況自動(dòng)計(jì)算出平均值.同樣，根據(jù)定性指標(biāo)的實(shí)際錄入評(píng)語(yǔ)等級(jí)情況，點(diǎn)擊“完成并匯總”得出定性指標(biāo)結(jié)果匯總.錄入完成后點(diǎn)擊“保存并顯示得分”即可彈出最終評(píng)價(jià)結(jié)果.

查看評(píng)估結(jié)果界面可以查看歷史評(píng)價(jià)結(jié)果，并可輸出1份word形式的性能評(píng)價(jià)報(bào)告.報(bào)告內(nèi)包含該機(jī)器人所有數(shù)據(jù)、參與專家的數(shù)據(jù)、評(píng)價(jià)過程原始數(shù)據(jù)以及最終的評(píng)價(jià)結(jié)果.

5　結(jié)論

1）建立了完整的輪履復(fù)合型搜索機(jī)器人的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并制定了定性和定量指標(biāo)的測(cè)試方法和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，采用AHP-模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)該搜索機(jī)器人的性能進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià).該種評(píng)價(jià)方法簡(jiǎn)單易懂，實(shí)際操作性強(qiáng)，適用于地震搜救特種機(jī)器人的性能評(píng)價(jià)，得出的結(jié)果科學(xué)可靠.

2）從準(zhǔn)則層的隸屬度結(jié)果可以看出，該輪履復(fù)合型搜索機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)能力較弱，還處于較差的水平；通信控制能力較強(qiáng)，處于較好的水平.

3）從目標(biāo)層的隸屬度結(jié)果可以看出，該輪履復(fù)合型搜索機(jī)器人樣機(jī)的綜合性能處于中等水平，還有很大的發(fā)展空間.

4）開發(fā)了一套完善的輪履復(fù)合型搜索機(jī)器人性能評(píng)估系統(tǒng)軟件，為機(jī)器人性能評(píng)估提供了有效的工具.

［1］JENNIFER C，ROBIN R M.How UGVs physically fail in the field［J］.IEEE Transactions on Robotics，2005，21（3）:423-437.

［2］史國(guó)慶，高曉光，吳夢(mèng)舒.基于灰色聚類法的慣導(dǎo)仿真系統(tǒng)可信度評(píng)估［J］.西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，29（6）:960-964.

SHI G Q，GAO X G，WU M S.A better credibility evaluation of inertial navigation simulation system using grey clustering method［J］.Journal of Northwestern Polytechnical University，2011，29（6）:960-964.（in Chinese）

［3］趙京，李立明，尚紅，等.基于主成分分析法的機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)靈活性性能綜合評(píng)價(jià)［J］.機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2014，50（13）:9-15.

ZHAO J，LI L M，SHANG H，et al.Comprehensive evaluation of robotic kinematic dexterity performance based on principal component analysis［J］.Journal of Mechanical Engineering，2014，50（13）:9-15.（in Chinese）

［4］丁忠軍，高翔，王成勝，等.基于層次分析法的載人深潛器潛航員職業(yè)特征研究［J］.海洋工程，2014，32（6）:111-118.

DING Z J，GAO X，WANG C S，et al.Studies for the job characteristics of manned deep submersible pilot based on analytic hierarchy process［J］.The Ocean Engineering，2014，32（6）:111-118.（in Chinese）

［5］尚淑麗，顧正華，趙世凱，等.基于模糊邏輯的水電工程生態(tài)效應(yīng)綜合評(píng)價(jià)［J］.浙江大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版），2014，48（9）:1603-1609.

SHANG S L，GU Z H，ZHAO S K，et al.Comprehensive evaluation of ecological effect of hydropower projects based on fuzzylogic［J］.JournalofZhejiangUniversity（Engineering Science），2014，48（9）:1603-1609.（in Chinese）

［6］SAATY T L.Modeling unstructured decision problems-the theory of analytical hierarchies［J］.Mathematics and Computers in Simulation，1978，20（3）:147-158.

［7］王建，黃鳳崗，景韶光.AHP中判斷矩陣一致性調(diào)整方法研究［J］.系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐，2005（8）:85-91.

WANGJ， HUANGFG， JINGSG.Studyon consistencyregulation for the judgment matrix in AHP［J］. Systems Engineering-Theory&Practice，2005（8）:85-91.（in Chinese）

［8］段若晨，王豐華，顧承昱，等.采用改進(jìn)層次分析法綜合評(píng)估500 kV輸電線路防雷改造效果［J］.高壓電技術(shù)，2014，40（1）:131-137.

DUANRC， WANGFH， GUCY， etal. Comprehensiveevaluation of500kVtransmissionline lightning protection effect based on improved analytic hierarchy process［J］.High Voltage Engineering，2014，40（1）:131-137.（in Chinese）

［9］羅英，喬鋒，吳立東，等.基于AHP法和灰色關(guān)聯(lián)法的辣椒果實(shí)外觀品質(zhì)評(píng)價(jià)［J］.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2010，26（2）:157-161.

LUO Y，QIAO F，WU L D，et al.Evaluation of fruit appearance quality for pepperbasedontheanalytic hierarchy process and the grey correlation method［J］. Chinese Agricultural Science Bulletin，2010，26（2）:157-161.（in Chinese）

［10］蘭繼斌，徐揚(yáng)，霍良安，等.模糊層次分析法權(quán)重研究［J］.系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐，2006（9）:107-112.

LAN J B，XU Y，HUO L A，et al.Research on the priorities of fuzzy analytical hierarchy process［J］. Systems Engineering-Theory&Practice，2006（9）:107-112.（in Chinese）

［11］中華人民共和國(guó).GB/Z 19397—2003工業(yè)機(jī)器人電磁兼容性試驗(yàn)方法和性能評(píng)估準(zhǔn)則指南［S］.北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2004.

［12］中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB/T 12642—2013工業(yè)機(jī)器人性能規(guī)范及其試驗(yàn)方法:GB/T 12642—2013［S］.北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2014.

［13］張維迎.博弈論與信息經(jīng)濟(jì)學(xué)［M］.上海:上海人民出版社，2004.

（責(zé)任編輯楊開英）

Performance Evaluation for Search Robots With Wheel-Track Based on AHP-Fuzzy Comprehensive Evaluation and Development of Evaluation Software

ZHAO Jing1，YANG Cong1，HU Weijian2
（1.College of Mechanical Engineering and Applied Electronics Technology，Beijing University of Technology，Beijing 100124，China；2.China Earthquake Emergency Rescue Center，Beijing 100049，China）

Currently，there is no integrated research in evaluation of earthquake search robots in China. Therefore，the evaluation of earthquake search robots is systematically studied in this paper.First，motion patterns of the search robots with wheel-track were introduced，a performance evaluation index system was established for the search robots with wheel-track，and a testing standard for each index was constructed to provide a useful reference for actual tests.Second，due to the multiple levels，multiple factors，and the combination of quantitative and qualitative indices characteristics of the index system，AHP-Fuzzy comprehensive evaluation could be applied to evaluate performance of the search robots with wheel-track.Third，an evaluation system for search robots with wheel-track was proposed based on the performance evaluation index system and AHP-Fuzzy comprehensive evaluation method.Fourth，software was developed according to this evaluation system.This software could manage robotic information，experts蒺information，the evaluation index system and the evaluation index table.Besides，the evaluation results could be calculated by this software based on the scores given by experts and the measured data.Finally，the effectiveness of the evaluation system and software could be proven by an example.Result shows that the comprehensive performance of search robots with wheel-track is middle level.

search robot；analytic hierarchy process（AHP）；fuzzy comprehensive evaluation；software

TP 242

A

0254-0037（2016）06-0801-08

10.11936/bjutxb2015060064

2015-06-24

國(guó)家科技支撐計(jì)劃資助項(xiàng)目（2013BAK03B01）

趙京（1961—），男，教授，主要從事機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)方面的研究，E-mail:zhaojing@bjut.edu.cn