<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xml:lang="en" article-type="research-article">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="nlm-ta">Sensors</journal-id>
<journal-title>Sensors</journal-title>
<issn pub-type="epub">1424-8220</issn>
<publisher>
<publisher-name>Molecular Diversity Preservation International (MDPI)</publisher-name></publisher></journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="doi">10.3390/s121013947</article-id>
<article-id pub-id-type="publisher-id">sensors-12-13947</article-id>
<article-categories>
<subj-group>
<subject>Article</subject></subj-group></article-categories>
<title-group>
<article-title>Implementation of Obstacle-Avoidance Control for an Autonomous Omni-Directional Mobile Robot Based on Extension Theory</article-title></title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Pai</surname><given-names>Neng-Sheng</given-names></name><xref ref-type="corresp" rid="c1-sensors-12-13947"><sup>*</sup></xref></contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Hsieh</surname><given-names>Hung-Hui</given-names></name></contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Lai</surname><given-names>Yi-Chung</given-names></name></contrib>
<aff id="af1-sensors-12-13947">Department of Electrical Engineering, National Chin-Yi University of Technology, Taichung 41170, Taiwan; E-Mails: <email>s4a012125@ncut.edu.tw</email> (H.-H.H.); <email>s4a012102@ncut.edu.tw</email> (Y.-C.L.)</aff></contrib-group>
<author-notes>
<corresp id="c1-sensors-12-13947">
<label>*</label>Author to whom correspondence should be addressed; E-Mail: <email>pai@ncut.edu.tw</email>.</corresp></author-notes>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2012</year></pub-date>
<pub-date pub-type="epub">
<day>16</day>
<month>10</month>
<year>2012</year></pub-date>
<volume>12</volume>
<issue>10</issue>
<fpage>13947</fpage>
<lpage>13963</lpage>
<history>
<date date-type="received">
<day>27</day>
<month>07</month>
<year>2012</year></date>
<date date-type="rev-recd">
<day>08</day>
<month>10</month>
<year>2012</year></date>
<date date-type="accepted">
<day>10</day>
<month>10</month>
<year>2012</year></date></history>
<permissions>
<copyright-statement>© 2012 by the authors; licensee MDPI, Basel, Switzerland.</copyright-statement>
<copyright-year>2012</copyright-year>
<license>
<p>This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution license (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/).</p></license></permissions>
<abstract>
<p>The paper demonstrates a following robot with omni-directional wheels, which is able to take action to avoid obstacles. The robot design is based on both fuzzy and extension theory. Fuzzy theory was applied to tune the PMW signal of the motor revolution, and correct path deviation issues encountered when the robot is moving. Extension theory was used to build a robot obstacle-avoidance model. Various mobile models were developed to handle different types of obstacles. The ultrasonic distance sensors mounted on the robot were used to estimate the distance to obstacles. If an obstacle is encountered, the correlation function is evaluated and the robot avoids the obstacle autonomously using the most appropriate mode. The effectiveness of the proposed approach was verified through several tracking experiments, which demonstrates the feasibility of a fuzzy path tracker as well as the extensible collision avoidance system.</p></abstract>
<kwd-group>
<kwd>extension theory</kwd>
<kwd>fuzzy theory</kwd>
<kwd>obstacle-avoidance</kwd>
<kwd>omni-directional mobile robot</kwd>
<kwd>ultrasonic sensors</kwd></kwd-group></article-meta></front>
<body>
<sec sec-type="intro">
<label>1.</label>
<title>Introduction</title>
<p>The development of omni-directional wheel systems has made it possible to build robots that can move laterally without needing to rotate. Several researchers have employed omni-directional wheels in their robot designs. A dynamic model and a nonlinear mobile issue are explored in [<xref ref-type="bibr" rid="b1-sensors-12-13947">1</xref>–<xref ref-type="bibr" rid="b3-sensors-12-13947">3</xref>], where an omni-directional vehicle is equipped with up to three motor sets. Using a Field Programmable Gate Array (FPGA) as the control core, a multi-robot [<xref ref-type="bibr" rid="b4-sensors-12-13947">4</xref>] was developed by integrating a robot arm into an omni-directional mobile robot, enabling better interaction between the robot and users.</p>
<p>Many factors can cause path deviation in a robot, such as variation in motor mechanical tolerances, power output, the weight borne by wheels, and even the ground surface; thus, path deviation is unavoidable. This study employs a compensation approach based on a motor encoder using fuzzy logic to resolve the problem of straight path deviation [<xref ref-type="bibr" rid="b5-sensors-12-13947">5</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="b6-sensors-12-13947">6</xref>]. Motor revolutions are evaluated based on the feedback pulses that are dispatched from the motor encoder at specific intervals interval; in order to tune the value of the Pulse Width Modulation (PWM), and thus, the specified motor revolutions are set.</p>
<p>Several approaches have been employed to avoid obstacles. These include lasers and infrared [<xref ref-type="bibr" rid="b7-sensors-12-13947">7</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="b8-sensors-12-13947">8</xref>], vision systems [<xref ref-type="bibr" rid="b9-sensors-12-13947">9</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="b10-sensors-12-13947">10</xref>], and wall following using ultrasonic sensors [<xref ref-type="bibr" rid="b11-sensors-12-13947">11</xref>–<xref ref-type="bibr" rid="b13-sensors-12-13947">13</xref>]. Extension theory was proposed in 1983 to solve contradictions and incompatibility problems. It consists of two parts—matter-element model and extended set theory—and can be applied to classification or fault diagnosis [<xref ref-type="bibr" rid="b14-sensors-12-13947">14</xref>]. Fuzzy theory, proposed by L. A. Zadeh in 1965, uses fuzzy rules and fuzzy inference to replace complicated equations. It's widely used in robot control [<xref ref-type="bibr" rid="b15-sensors-12-13947">15</xref>]. In this paper, the obstacle-avoidance system is modeled as multi-dimensional obstacle-avoidance matter-elements, where the names of the extension matter-elements are the same as the number of obstacle-avoidance modes. The proposed approach utilizes ultrasound to complete the task and to implement the matter-element extension model. In this way, obstacles can be modeled and an optimal tracking approach is implemented.</p>
<p>This paper is organized as follows: Section 2 describes the hardware configuration of the robots. Section 3 introduces the omni-directional wheeled mobile robot designed using fuzzy logic theory. Section 4 presents an extension theory based on an obstacle avoidance system. Section 5 gives a discussion of experimental results and Section 6 presents our conclusions.</p></sec>
<sec sec-type="methods">
<label>2.</label>
<title>Hardware Design</title>
<p>The omni-directional mobile autonomous following robot control system is composed of an industrial motherboard (SBC86850) along with a Peripheral Interface Controller (PIC) micro controller (DSPIC30F6010A) that serves as the control core and commands the peripheral hardware. The peripheral hardware itself consists of a motor (3863A024C), a motor driver (MD03), a motor encoder (HEDS-5500 A12), an ultrasonic distance sensor (the PING™ Ultrasonic Range Finder), and a Bluetooth controller. <xref ref-type="fig" rid="f1-sensors-12-13947">Figure 1</xref> shows a diagram of the omni-directional mobile robot. <xref ref-type="fig" rid="f2-sensors-12-13947">Figure 2</xref> shows the three parts of the robot tracking system, namely the user interface, a workstation, and the robots.</p>
<p>There are two user modes available: manual and autonomous tracking. In manual mode, we use a Wii controller to control the robot's direction of movement and speed. In the autonomous tracking mode, the operator is provided with an infrared emitter module, as shown in <xref ref-type="fig" rid="f3-sensors-12-13947">Figure 3</xref>, which emits infrared signals to enable the robot to track and follow the operator autonomously.</p>
<p>The camera is connected to the workstation and has an infrared filter so that an infrared image is displayed on the screen. The camera is a Logitech Quick Cam Pro 5000, which captures an infrared light source handled by the operator. The industrial motherboard comprises the follower-tracking component of the system, and analyzes the infrared data, which is converted to physical coordinates giving the relative position of the user and the robot. This data is then used to control the direction and speed of the robot.</p>
<p>The robot employs two PIC micro controller boards, with one serving as a signal capture board and the other as a motor control board. This decentralized setup can improve the processing efficiency of the PIC micro controller. The signal capture board receives the command issued by the workstation and the Wii controller signal. The motor control board handles the motor control function, and receives information from the ultrasonic distance sensor.</p></sec>
<sec>
<label>3.</label>
<title>An Omni-Motion Control System Based Upon Fuzzy Theory</title>
<p>The robot implemented in this research is capable of directed translation movement along the x and y axis, and rotational movement along the z axis. All signals dispatched from the motor encoders are translated into the PWM format and are used to calculate the motor revolution. These are then compensated by applying fuzzy logic theory to correct the path deviation. The flowchart of the proposed omni-motion control system is shown in <xref ref-type="fig" rid="f4-sensors-12-13947">Figure 4</xref>.</p>
<sec>
<label>3.1.</label>
<title>Building a Kinematic Equation</title>
<p><xref ref-type="fig" rid="f5-sensors-12-13947">Figure 5</xref> shows the three motors positioned at a distance R from the origin, (<italic>i.e.</italic>, the base center), and placed at equal angles to each other, where the angle between the wheel axes is 120 degrees. The angles <italic>θ<sub>1</sub></italic>, <italic>θ<sub>2</sub></italic>, and <italic>θ<sub>3</sub></italic> are the angles of the wheels measured relative to the x y plane. <italic>φ</italic> is the rotational angle of the robot; <italic>V<sub>1</sub></italic>, <italic>V<sub>2</sub></italic>, and <italic>V<sub>3</sub></italic> represent the three wheel speeds, and <italic>V<sub>m</sub></italic> is the target movement direction. The experimental setup of the robot is shown in <xref ref-type="fig" rid="f6-sensors-12-13947">Figure 6</xref>.</p>
<p><italic>V<sub>m</sub></italic> is the intended movement direction of the robot and can be represented as <italic>V<sub>m</sub></italic> = (<italic>V<sub>mx</sub></italic>, <italic>V<sub>my</sub></italic>), form its x and y components. <italic>φ</italic> is the robot's rotate angular velocity. The equations of motion <italic>V<sub>1</sub></italic>, <italic>V<sub>2</sub></italic>, <italic>V<sub>3</sub></italic> are as expressed as:
<disp-formula id="FD1">
<label>(1)</label>
<mml:math id="mm1" display="block">
<mml:semantics id="sm1">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>cos</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>θ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>sin</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>θ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mi>R</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>cos</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>θ</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>sin</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>θ</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mi>R</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>cos</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>θ</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>sin</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>θ</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mi>R</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>ϕ</mml:mi>
<mml:mo>˙</mml:mo></mml:mover></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula></p>
<p><bold>A</bold> movement rule base can be designed from the kinematic equation.</p></sec>
<sec sec-type="methods">
<label>3.2.</label>
<title>Fuzzy Controller Design from Motor Encoders</title>
<p>Robots in real environments are easily affected by several factors. For example, the output power of the three groups of motors may be uneven, ground friction may vary, or the weight balance may be uneven. All these factors can cause the path of the robot to deviate.</p>
<p>As shown in <xref ref-type="fig" rid="f7-sensors-12-13947">Figure 7</xref>, the output the output <italic>u<sub>k</sub></italic> is the sum of <italic>u<sub>k-1</sub></italic> and Δ<italic>u</italic>. Δ<italic>u</italic> is the motor revolution error and error difference, represents the amount of PWM adjustment needed. The inputs to the fuzzy controller are <italic>e</italic> and <italic>de</italic>, where <italic>e</italic> is motor speed error and <italic>de</italic> is error variation. Therefore, the straight path deviation is compensated through an invariant motor revolution.</p>
<p><xref ref-type="fig" rid="f8-sensors-12-13947">Figure 8</xref> shows membership functions of the input variable <italic>e</italic> and <italic>de</italic> and the output Δ<italic>u</italic>, where a triangle function is used as the single membership function. The fuzzy set is composed of the following values: negative big (NB), negative medium (NM), negative small (NS), zero (ZO), positive small (PS), positive medium (PM) and positive big (PB).</p>
<p>By developing rules of thumb based upon several measurements, premise and consequence are deduced and the tuned ranges of membership functions are determined accordingly. The rule base consisting of 21 rules for motor encoder compensation is given in <xref ref-type="table" rid="t1-sensors-12-13947">Table 1</xref>, and an example is illustrated by:
<disp-formula id="FD2">
<label>(2)</label>
<mml:math id="mm2" display="block">
<mml:semantics id="sm2">
<mml:mrow>
<mml:mtext mathvariant="italic">If e is NM and de is ZO</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext mathvariant="italic">then</mml:mtext>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mtext mathvariant="italic">u is PM</mml:mtext>
<mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula></p>
<p>It is assumed that if the motor revolution error e is NM, the revolution error difference de is ZO, and the PWM adjustment (Δ<italic>u</italic>) is PM. This situation is assumed to represent a realistic motor revolution value that is less than the expected value, which has an error within the tolerance range. Therefore, the motor PWM is increased by the value of PM.</p>
<p>We perform a fuzzy interference using a minimum inference engine. The controller output represents the center of gravity defuzzification and is determined by the algorithm. The input and output relationship curve of the fuzzy controller is shown in <xref ref-type="fig" rid="f9-sensors-12-13947">Figure 9</xref>.</p>
<p>We set motor PWM to divide into 128 equal parts, <italic>i.e.</italic>, 0–127. As shown in <xref ref-type="fig" rid="f10-sensors-12-13947">Figure 10(a)</xref>, we set the initial values of the PWM driving the three motors to 80. A straight path deviation is observed because of the non-uniform feedback signal. <xref ref-type="fig" rid="f10-sensors-12-13947">Figure 10(b)</xref> shows the activation of the fuzzy controller at 15ms to equalize the three motor revolutions. However, it should be noted that the three motor sets experience different levels of PWM due to variation in the load carried by the robot, motor efficiency, and other factors.</p></sec></sec>
<sec sec-type="methods">
<label>4.</label>
<title>An Extensible Obstacle-Avoidance System Design</title>
<p>Extension theory is used to describe the inference process of obstacle-avoidance, which allows us to transform a complex problem in the real world into one expressed through matter-elements. As shown in <xref ref-type="fig" rid="f11-sensors-12-13947">Figure 11</xref> and in <xref rid="FD3" ref-type="disp-formula">Equation (3)</xref>, nine sets of ultrasonic distance sensors are installed on the left, front-left, front-right, and right sides. An appropriate movement path can be selected by applying extension theory after converting the analogue distance signal into a digital value:
<disp-formula id="FD3">
<label>(3)</label>
<mml:math id="mm3" display="block">
<mml:semantics id="sm3">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mtext>Left side distance</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mtext>Ultrasonic</mml:mtext>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>∩</mml:mo>
<mml:mtext>Ultrasonic</mml:mtext>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mtext>Left front distance</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mtext>Ultrasonic</mml:mtext>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>∩</mml:mo>
<mml:mtext>Ultrasonic</mml:mtext>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo>∩</mml:mo>
<mml:mtext>Ultrasonic</mml:mtext>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mtext>Right front distance</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mtext>Ultrasonic</mml:mtext>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mn>6</mml:mn>
<mml:mo>∩</mml:mo>
<mml:mtext>Ultrasonic</mml:mtext>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mtext>Right side distance</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mtext>Ultrasonic</mml:mtext>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mn>8</mml:mn>
<mml:mo>∩</mml:mo>
<mml:mtext>Ultrasonic</mml:mtext>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mn>9</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula></p>
<sec>
<label>4.1.</label>
<title>Matter-Element Extension Set</title>
<p>In this section we quantify the extension set characteristics mathematically. The set with name (Name, N), characteristic (Characteristic, C), and with characteristic value (Value, V) is used to describe the three basic elements.</p>
<p>In this work, the obstacle-avoidance system is modeled as multi-dimensional obstacle-avoidance matter-elements, where the names of the extension matter-elements are the same as the number of obstacle-avoidance modes. The ultrasonic distance sensors are defined by four characteristics. Various motion approaches based on the principle of the multi-dimensional extension matter-element model, are expressed in <xref rid="FD4" ref-type="disp-formula">Equation (4)</xref>. These are associated with various motion strategies:
<disp-formula id="FD4">
<label>(4)</label>
<mml:math id="mm4" display="block">
<mml:semantics id="sm4">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>⋯</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>⋯</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>⋯</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>R<sub>1,i1</sub></italic>, <italic>R<sub>2,i2</sub></italic>, <italic>R<sub>3,i3</sub></italic> represent various matter-element models, <italic>N<sub>1,i1</sub></italic>, <italic>N<sub>2,i2</sub></italic>, <italic>N<sub>3,i3</sub></italic> are the names of various obstacle modes, and <italic>C<sub>1,i1</sub></italic>, <italic>C<sub>2,i2</sub></italic>, <italic>C<sub>3,i3</sub></italic> are the distances to the obstacles in each aspect. The terms &lt;<italic>a<sub>1,i1,j</sub></italic>, <italic>b<sub>1,i1,j</sub></italic>&gt;, &lt;<italic>a<sub>2,i2,j</sub></italic>, <italic>b<sub>2,i2,j</sub></italic>&gt;, &lt;<italic>a<sub>3,i3,j</sub></italic>, <italic>b<sub>3,i3,j</sub></italic>&gt; are the scopes of the classical domains defined in various aspects. This work comprises three sets of models, representing various motion approaches. Strategies are built to avoid obstacles in various aspect directions. There are up to seven motion strategies specified for the forward motion, and six for the left forward and the right forward, as show in <xref ref-type="table" rid="t2-sensors-12-13947">Tables 2</xref> to <xref ref-type="table" rid="t4-sensors-12-13947">4</xref>.</p></sec>
<sec>
<label>4.2.</label>
<title>Correlation Function</title>
<p>In <xref ref-type="fig" rid="f12-sensors-12-13947">Figure 12</xref> a classical domain and a neighborhood domain are defined on the interval <italic>X<sub>0</sub></italic> = &lt;<italic>a</italic>, <italic>b</italic>&gt; and <italic>X</italic> = &lt;<italic>c</italic>, <italic>d</italic>&gt; respectively. The neighborhood domain is defined as <italic>X</italic> = &lt;0, 200&gt;, and <italic>X<sub>0</sub> X</italic>, without any common end points. The primary correlation function can be defined as:
<disp-formula id="FD5">
<label>(5)</label>
<mml:math id="mm5" display="block">
<mml:semantics id="sm5">
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>ρ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula>where <italic>D</italic>(<italic>x</italic>, <italic>X<sub>0</sub></italic>, <italic>X</italic>) is a point position value, and the relationship between a point and two different ranges is defined as:
<disp-formula id="FD6">
<label>(6)</label>
<mml:math id="mm6" display="block">
<mml:semantics id="sm6">
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>ρ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>ρ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>x</mml:mtext>
<mml:mo>∉</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mtext>X</mml:mtext>
<mml:mtext>O</mml:mtext></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>x</mml:mtext>
<mml:mo>ϵ</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mtext>X</mml:mtext>
<mml:mtext>O</mml:mtext></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula></p>
<p>The relationship between x and <italic>X</italic><sub>0</sub> is defined as:
<disp-formula id="FD7">
<label>(7)</label>
<mml:math id="mm7" display="block">
<mml:semantics id="sm7">
<mml:mrow>
<mml:mi>ρ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>|</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow>
<mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula>where the point <italic>x</italic> is related to the range <italic>X</italic> as:
<disp-formula id="FD8">
<label>(8)</label>
<mml:math id="mm8" display="block">
<mml:semantics id="sm8">
<mml:mrow>
<mml:mi>ρ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>|</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow>
<mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula></p></sec>
<sec>
<label>4.3.</label>
<title>Evaluation Method and the Best Strategy of Obstacle Avoidance</title>
<p>In <xref ref-type="fig" rid="f13-sensors-12-13947">Figure 13</xref> the procedure for an optimal evaluation strategy is described in order to find the best strategy of obstacle-avoidance. The optimal obstacle-avoidance depends on the obtained maximum correlation degree by means of the following procedure:
<list list-type="order">
<list-item>
<p>We first define evaluation conditions. The correlation set <italic>K<sub>1,i1</sub></italic>, <italic>K<sub>2,i2</sub></italic>, <italic>K<sub>3,i3</sub></italic>, (<italic>i.e.</italic>, the obstacle-avoidance strategies) made by three mobile modes and four sets of distance sensors mounted in various angles, are expressed as:
<disp-formula id="FD9">
<label>(9)</label>
<mml:math id="mm9" display="block">
<mml:semantics id="sm9">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>⋯</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>⋯</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>⋯</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula></p></list-item>
<list-item>
<p>The weightings <italic>W<sub>1,i1,j</sub></italic>, <italic>W<sub>2,i2,j</sub></italic>, <italic>W<sub>3,i3,j</sub></italic> of four sets of distance sensors to detect obstacles are assigned the same value of 1/4. The correlation between each distance sensed is expressed as:
<disp-formula id="FD10">
<label>(10)</label>
<mml:math id="mm10" display="block">
<mml:semantics id="sm10">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mo>¯</mml:mo></mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover>
<mml:mo>∑</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>W</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mo>¯</mml:mo></mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover>
<mml:mo>∑</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>W</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mo>¯</mml:mo></mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover>
<mml:mo>∑</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>W</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula></p></list-item>
<list-item>
<p>The maximum degree of correlation in the individual mobile modes is extracted for the optimal obstacle-avoidance strategy, and can be found by comparing the optimal degree of evaluation between <italic>K<sub>1,i1</sub></italic>, <italic>K<sub>2,i2</sub></italic> and <italic>K<sub>3,i3</sub></italic>, as:
<disp-formula id="FD11">
<label>(11)</label>
<mml:math id="mm11" display="block">
<mml:semantics id="sm11">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mo>¯</mml:mo></mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>max</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>⋯</mml:mo>
<mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:munder>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mo>¯</mml:mo></mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mo>¯</mml:mo></mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>max</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>⋯</mml:mo>
<mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:munder>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mo>¯</mml:mo></mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mo>¯</mml:mo></mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>max</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>⋯</mml:mo>
<mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:munder>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mo>¯</mml:mo></mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula></p></list-item>
<list-item>
<p>The choice of obstacle-avoidance mode for a robot is evaluated as the degree of correlation within a set of multi-dimensional obstacle-avoidance matter-element modes. This is then translated into the optimal strategy to avoid obstacles.</p></list-item></list></p>
<p>In <xref rid="FD12" ref-type="disp-formula">Equation (12)</xref> the directions representing the mobile mode are given. If the direction is equal to 1, it denotes forward motion, 2 represents front forward, and any other value represents a forward-right direction. The obstacle direction representing the optimal obstacle-avoidance strategy is sent to the robot, where <italic>K<sub>1</sub>_max</italic> represents the optimal strategy for forward motion, <italic>K<sub>2</sub>_max</italic> for forward-left motion, and <italic>K<sub>3</sub>_max</italic> for forward-right:
<disp-formula id="FD12">
<label>(12)</label>
<mml:math id="mm12" display="block">
<mml:semantics id="sm12">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mtext mathvariant="italic">direction</mml:mtext>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mtext mathvariant="italic">obstacle</mml:mtext>
<mml:mo>_</mml:mo>
<mml:mtext mathvariant="italic">direction</mml:mtext>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>_</mml:mo>
<mml:mo>max</mml:mo>
<mml:mo>;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mtext mathvariant="italic">elseif</mml:mtext>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mtext mathvariant="italic">direction</mml:mtext>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mtext mathvariant="italic">obstacle</mml:mtext>
<mml:mo>_</mml:mo>
<mml:mtext mathvariant="italic">direction</mml:mtext>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>_</mml:mo>
<mml:mo>max</mml:mo>
<mml:mo>;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mtext mathvariant="italic">elseobstacle</mml:mtext>
<mml:mo>_</mml:mo>
<mml:mtext mathvariant="italic">direction</mml:mtext>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>_</mml:mo>
<mml:mo>max</mml:mo>
<mml:mo>;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula></p></sec></sec>
<sec sec-type="methods|results">
<label>5.</label>
<title>Experimental Results and Analysis</title>
<p>The interface design of the autonomous mobile robot controller is shown in <xref ref-type="fig" rid="f14-sensors-12-13947">Figure 14</xref>. A data link interface to the robot through an RS232 serial transmission, carries the control signal sent from the workstation to the micro controller. This is usually in manual mode. An operational test for obstacle-avoidance by the omni-directional robot was conducted, as shown in <xref ref-type="fig" rid="f15-sensors-12-13947">Figure 15</xref> and <xref ref-type="fig" rid="f16-sensors-12-13947">Figure 16</xref>.</p>
<p>The omni-directional mobile robot was seen to exhibit high mobility in a complex environment. We also tested the obstacle avoidance capability. In order to correct the path deviation, the aspect angle of movement, and the target speed are transmitted to the three motor sets driven by a fuzzy logic controller to provide a compensation approach for the motor encoder. The robot was able to avoid all obstacles, proving the effectiveness of the proposed system. Thus, the feasibility and the effectiveness of the robot were validated.</p></sec>
<sec sec-type="conclusions">
<label>6.</label>
<title>Conclusions</title>
<p>In this study, omni-directional wheels were used to develop a robot capable of omni-directional movement. The robot offers improved mobility as it utilizes lateral movement over rotational movement by utilizing the omni-directional wheel design. The robot was tested in various mobile modes in a complex environment, and was able to compensate for path deviations through motor encoder compensation based on fuzzy logic theory. The robot was also able to avoid all obstacles in its path autonomously by employing ultrasonic distance sensors with an obstacle-avoidance algorithm. The aim of implementing omni-directional motion control for a three-wheeled autonomous robot was achieved. The robot offers high mobility, motion path correction, and an obstacle avoidance capability. This robot system is suitable for libraries, supermarkets, airports, hospitals and similar scenarios.</p></sec></body>
<back>
<ack>
<p>This work was funded by The National Science Council (grant number NSC-100-2221-E-167-004).</p></ack>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="b1-sensors-12-13947"><label>1.</label><citation citation-type="confproc"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hung</surname><given-names>N.</given-names></name><name><surname>Kim</surname><given-names>D.H.</given-names></name><name><surname>Kim</surname><given-names>H.K.</given-names></name><name><surname>Kim</surname><given-names>S.B.</given-names></name></person-group><article-title>Tracking Controller Design of Omnidirectional Mobile Manipulator System</article-title><conf-name>Proceedings of the 2009 ICROS-SICE International Joint Conference</conf-name><conf-loc>Fukuoka, Japan</conf-loc><conf-date>18–21 August 2009</conf-date><fpage>539</fpage><lpage>544</lpage></citation></ref>
<ref id="b2-sensors-12-13947"><label>2.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Zhao</surname><given-names>D.</given-names></name><name><surname>Deng</surname><given-names>X.</given-names></name><name><surname>Yi</surname><given-names>J.</given-names></name></person-group><article-title>Motion and internal force control for omnidirectional wheeled mobile robots</article-title><source>IEEE-ASME T. Mech.</source><year>2009</year><volume>14</volume><fpage>382</fpage><lpage>387</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TMECH.2009.2018287</pub-id></citation></ref>
<ref id="b3-sensors-12-13947"><label>3.</label><citation citation-type="confproc"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Ye</surname><given-names>C.</given-names></name><name><surname>Ma</surname><given-names>S.</given-names></name></person-group><article-title>Development of an Omnidirectional Mobile Platform</article-title><conf-name>Proceedings of the IEEE 2009 International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA 2009)</conf-name><conf-loc>Changchun, China</conf-loc><conf-date>9– 12 August 2009</conf-date><fpage>1111</fpage><lpage>1115</lpage></citation></ref>
<ref id="b4-sensors-12-13947"><label>4.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Huang</surname><given-names>H.C.</given-names></name><name><surname>Tsai</surname><given-names>C.C.</given-names></name></person-group><article-title>FPGA Implementation of an embedded robust adaptive controller for autonomous omnidirectional mobile platform</article-title><source>IEEE Trans. Ind. Electron.</source><year>2009</year><volume>56</volume><fpage>1604</fpage><lpage>1616</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TIE.2008.2009524</pub-id></citation></ref>
<ref id="b5-sensors-12-13947"><label>5.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Meng</surname><given-names>J.E.</given-names></name><name><surname>Chang</surname><given-names>D.</given-names></name></person-group><article-title>Online tuning of fuzzy inference systems using dynamic fuzzy q-learning</article-title><source>IEEE Trans. Syst. Man CY. B-Cyber</source><year>2004</year><volume>34</volume><fpage>1478</fpage><lpage>1489</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TSMCB.2004.825938</pub-id></citation></ref>
<ref id="b6-sensors-12-13947"><label>6.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Chiu</surname><given-names>C.S.</given-names></name><name><surname>Lian</surname><given-names>K.Y.</given-names></name></person-group><article-title>Hybrid fuzzy model-based control of nonholonomic systems: A unified viewpoint</article-title><source>IEEE Trans. Fuzzy Syst.</source><year>2008</year><volume>16</volume><fpage>85</fpage><lpage>96</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TFUZZ.2007.895952</pub-id></citation></ref>
<ref id="b7-sensors-12-13947"><label>7.</label><citation citation-type="confproc"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Chi</surname><given-names>K.H.</given-names></name><name><surname>Lee</surname><given-names>M.R.</given-names></name></person-group><article-title>Obstacle Avoidance in Mobile Robot Using Neural Network</article-title><conf-name>Proceedings of the International Conference on Consumer Electronics, Communications and Networks (CECNet)</conf-name><conf-loc>Xianning, China</conf-loc><conf-date>11–13 March 2011</conf-date><fpage>5082</fpage><lpage>5085</lpage></citation></ref>
<ref id="b8-sensors-12-13947"><label>8.</label><citation citation-type="confproc"><person-group person-group-type="author"><name><surname>You</surname><given-names>B.</given-names></name><name><surname>Qiu</surname><given-names>J.</given-names></name><name><surname>Li</surname><given-names>D.</given-names></name></person-group><article-title>A Novel Obstacle Avoidance Method for Low-Cost Household Mobile Robot</article-title><conf-name>Proceedings of the 2008 IEEE International Conference on Automation and Logistics, ICAL</conf-name><conf-loc>Qingdao, China</conf-loc><conf-date>1– 3 September 2008</conf-date><fpage>111</fpage><lpage>116</lpage></citation></ref>
<ref id="b9-sensors-12-13947"><label>9.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Green</surname><given-names>W.E.</given-names></name><name><surname>Oh</surname><given-names>P.Y.</given-names></name></person-group><article-title>optic-flow-based collision avoidance</article-title><source>IEEE Robot. Autom. Mag.</source><year>2008</year><volume>15</volume><fpage>96</fpage><lpage>103</lpage></citation></ref>
<ref id="b10-sensors-12-13947"><label>10.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Wei</surname><given-names>Z.</given-names></name><name><surname>Lee</surname><given-names>D.J.</given-names></name><name><surname>Nelson</surname><given-names>B.E.</given-names></name><name><surname>Archibald</surname><given-names>J.K.</given-names></name></person-group><article-title>Hardware-friendly vision algorithms for embedded obstacle detection applications</article-title><source>IEEE Trans. Circ. Syst. Video Tech.</source><year>2010</year><volume>20</volume><fpage>1577</fpage><lpage>1589</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TCSVT.2010.2087451</pub-id></citation></ref>
<ref id="b11-sensors-12-13947"><label>11.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Kim</surname><given-names>P.G.</given-names></name><name><surname>Park</surname><given-names>C.G.</given-names></name><name><surname>Jong</surname><given-names>Y.H.</given-names></name><name><surname>Yun</surname><given-names>J.H.</given-names></name><name><surname>Mo</surname><given-names>E.J.</given-names></name><name><surname>Kim</surname><given-names>C.S.</given-names></name><name><surname>Jie</surname><given-names>M.S.</given-names></name><name><surname>Hwang</surname><given-names>S.C.</given-names></name><name><surname>Lee</surname><given-names>K.W.</given-names></name></person-group><article-title>Obstacle avoidance of a mobile robot using vision system and ultrasonic sensor</article-title><source>Comp. Sci. (LNCS)</source><year>2007</year><volume>4681</volume><fpage>545</fpage><lpage>553</lpage></citation></ref>
<ref id="b12-sensors-12-13947"><label>12.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Juang</surname><given-names>C.F.</given-names></name><name><surname>Hsu</surname><given-names>C.H.</given-names></name></person-group><article-title>Reinforcement ant optimized fuzzy controller for mobile robot wall following control</article-title><source>IEEE Trans. Ind. Electron.</source><year>2009</year><volume>56</volume><fpage>3931</fpage><lpage>3940</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TIE.2009.2017557</pub-id></citation></ref>
<ref id="b13-sensors-12-13947"><label>13.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Chen</surname><given-names>C.Y.</given-names></name><name><surname>Shih</surname><given-names>B.Y.</given-names></name><name><surname>Chou</surname><given-names>W.C.</given-names></name><name><surname>Li</surname><given-names>Y.J.</given-names></name><name><surname>Chen</surname><given-names>Y.H.</given-names></name></person-group><article-title>Obstacle avoidance design for a humanoid intelligent robot with ultrasonic sensors</article-title><source>J. Vib. Control</source><year>2011</year><volume>17</volume><fpage>1798</fpage><lpage>1804</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.1177/1077546310381101</pub-id></citation></ref>
<ref id="b14-sensors-12-13947"><label>14.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Wang</surname><given-names>M.-H.</given-names></name></person-group><article-title>Application of extension theory to vibration fault diagnosis of generator sets</article-title><source>IEE Proc.-Gener. Transm. Distrib.</source><year>2004</year><volume>151</volume><fpage>503</fpage><lpage>508</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.1049/ip-gtd:20040538</pub-id></citation></ref>
<ref id="b15-sensors-12-13947"><label>15.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>David</surname><given-names>H.</given-names></name><name><surname>Humberto</surname><given-names>M.</given-names></name></person-group><article-title>Fuzzy Mobile-robot positioning in intelligent spaces using wireless sensor networks</article-title><source>Sensors</source><year>2011</year><volume>11</volume><fpage>10820</fpage><lpage>10839</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.3390/s111110820</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">22346673</pub-id></citation></ref></ref-list>
<sec sec-type="display-objects">
<title>Figures and Tables</title>
<fig id="f1-sensors-12-13947" position="float">
<label>Figure 1.</label>
<caption>
<p>Omni-directional mobile robot.</p></caption>
<graphic xlink:href="sensors-12-13947f1.gif"/></fig>
<fig id="f2-sensors-12-13947" position="float">
<label>Figure 2.</label>
<caption>
<p>The robot system hardware link.</p></caption>
<graphic xlink:href="sensors-12-13947f2.gif"/></fig>
<fig id="f3-sensors-12-13947" position="float">
<label>Figure 3.</label>
<caption>
<p>The IR source carried by the user.</p></caption>
<graphic xlink:href="sensors-12-13947f3.gif"/></fig>
<fig id="f4-sensors-12-13947" position="float">
<label>Figure 4.</label>
<caption>
<p>Proposed system flowchart.</p></caption>
<graphic xlink:href="sensors-12-13947f4.gif"/></fig>
<fig id="f5-sensors-12-13947" position="float">
<label>Figure 5.</label>
<caption>
<p>Configuration of the omni-directional mobile robot.</p></caption>
<graphic xlink:href="sensors-12-13947f5.gif"/></fig>
<fig id="f6-sensors-12-13947" position="float">
<label>Figure 6.</label>
<caption>
<p>The experimental setup of the omni-directional mobile robot.</p></caption>
<graphic xlink:href="sensors-12-13947f6.gif"/></fig>
<fig id="f7-sensors-12-13947" position="float">
<label>Figure 7.</label>
<caption>
<p>The control system block diagram.</p></caption>
<graphic xlink:href="sensors-12-13947f7.gif"/></fig>
<fig id="f8-sensors-12-13947" position="float">
<label>Figure 8.</label>
<caption>
<p>Input and output membership functions.</p></caption>
<graphic xlink:href="sensors-12-13947f8.gif"/></fig>
<fig id="f9-sensors-12-13947" position="float">
<label>Figure 9.</label>
<caption>
<p>The fuzzy input and output relationship graph.</p></caption>
<graphic xlink:href="sensors-12-13947f9.gif"/></fig>
<fig id="f10-sensors-12-13947" position="float">
<label>Figure 10.</label>
<caption>
<p>Experimental results of the motor revolution using fuzzy theory. (<bold>a</bold>) PWM tuning curves and (<bold>b</bold>) encoder feedback curves for the three motor sets.</p></caption>
<graphic xlink:href="sensors-12-13947f10.gif"/></fig>
<fig id="f11-sensors-12-13947" position="float">
<label>Figure 11.</label>
<caption>
<p>Ultrasonic distance sensors shown on the robot periphery.</p></caption>
<graphic xlink:href="sensors-12-13947f11.gif"/></fig>
<fig id="f12-sensors-12-13947" position="float">
<label>Figure 12.</label>
<caption>
<p>An extension correlation function.</p></caption>
<graphic xlink:href="sensors-12-13947f12.gif"/></fig>
<fig id="f13-sensors-12-13947" position="float">
<label>Figure 13.</label>
<caption>
<p>The procedure for determining an optimal evaluation strategy.</p></caption>
<graphic xlink:href="sensors-12-13947f13.gif"/></fig>
<fig id="f14-sensors-12-13947" position="float">
<label>Figure 14.</label>
<caption>
<p>The data link control interface.</p></caption>
<graphic xlink:href="sensors-12-13947f14.gif"/></fig>
<fig id="f15-sensors-12-13947" position="float">
<label>Figure 15.</label>
<caption>
<p>A set of omni-directional mobile experiments. (<bold>a</bold>) Forward, (<bold>b</bold>) turn right, (<bold>c</bold>) turn left, and (<bold>d</bold>) rotate back.</p></caption>
<graphic xlink:href="sensors-12-13947f15.gif"/></fig>
<fig id="f16-sensors-12-13947" position="float">
<label>Figure 16.</label>
<caption>
<p>A set of obstacle-avoidance experiments. (<bold>a</bold>–<bold>d</bold>) Actual experimental pictures of the robot pass the first obstacle and (<bold>e</bold>–<bold>h</bold>) actual experimental pictures of the robot pass the second obstacle.</p></caption>
<graphic xlink:href="sensors-12-13947f16.gif"/></fig>
<table-wrap id="t1-sensors-12-13947" position="float">
<label>Table 1.</label>
<caption>
<p>A motor encoder compensation rule table.</p></caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead>
<tr>
<th align="center" valign="middle"><bold><italic>e</italic></bold></th>
<th align="center" valign="middle" rowspan="3"><bold>NB</bold></th>
<th align="center" valign="middle" rowspan="3"><bold>NM</bold></th>
<th align="center" valign="middle" rowspan="3"><bold>NS</bold></th>
<th align="center" valign="middle" rowspan="3"><bold>ZO</bold></th>
<th align="center" valign="middle" rowspan="3"><bold>PS</bold></th>
<th align="center" valign="middle" rowspan="3"><bold>PM</bold></th>
<th align="center" valign="middle" rowspan="3"><bold>PB</bold></th></tr>
<tr>
<th align="center" valign="middle">
<hr/></th></tr>
<tr>
<th align="center" valign="middle"><bold><italic>de</italic></bold></th></tr></thead>
<tbody>
<tr>
<td align="center" valign="top">NB</td>
<td align="center" valign="top">PB</td>
<td align="center" valign="top">PB</td>
<td align="center" valign="top">PM</td>
<td align="center" valign="top">ZO</td>
<td align="center" valign="top">NM</td>
<td align="center" valign="top">NM</td>
<td align="center" valign="top">NB</td></tr>
<tr>
<td align="center" valign="top">ZO</td>
<td align="center" valign="top">PB</td>
<td align="center" valign="top">PM</td>
<td align="center" valign="top">PS</td>
<td align="center" valign="top">ZO</td>
<td align="center" valign="top">NS</td>
<td align="center" valign="top">NM</td>
<td align="center" valign="top">NB</td></tr>
<tr>
<td align="center" valign="top">PB</td>
<td align="center" valign="top">PM</td>
<td align="center" valign="top">PS</td>
<td align="center" valign="top">ZO</td>
<td align="center" valign="top">ZO</td>
<td align="center" valign="top">ZO</td>
<td align="center" valign="top">NS</td>
<td align="center" valign="top">NM</td></tr></tbody></table></table-wrap>
<table-wrap id="t2-sensors-12-13947" position="float">
<label>Table 2.</label>
<caption>
<p>Rule table for forward motion in the extension-element model.</p></caption>
<table frame="box" rules="all">
<thead>
<tr>
<th align="center" valign="bottom"><bold>Number</bold></th>
<th align="center" valign="bottom"><bold>Obstacle Location</bold></th>
<th align="center" valign="bottom"><bold>Extension Element Model</bold></th>
<th align="center" valign="bottom"><bold>Approach</bold></th></tr></thead>
<tbody>
<tr>
<td align="center" valign="middle">1</td>
<td align="center" valign="middle">No obstacle</td>
<td align="center" valign="middle">
<mml:math id="mm13" display="inline">
<mml:semantics id="sm13">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>R</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>111</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>112</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>113</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>114</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></td>
<td align="center" valign="middle">Move forward</td></tr>
<tr>
<td align="center" valign="middle">2</td>
<td align="center" valign="middle">Left forward</td>
<td align="center" valign="middle">
<mml:math id="mm14" display="inline">
<mml:semantics id="sm14">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>R</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>121</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>122</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>123</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>124</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></td>
<td align="center" valign="middle">Move right</td></tr>
<tr>
<td align="center" valign="middle">3</td>
<td align="center" valign="middle">Right forward</td>
<td align="center" valign="middle">
<mml:math id="mm15" display="inline">
<mml:semantics id="sm15">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>R</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>131</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>132</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>133</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>134</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></td>
<td align="center" valign="middle">Move left</td></tr>
<tr>
<td align="center" valign="middle">4</td>
<td align="center" valign="middle">Left forward, Right forward</td>
<td align="center" valign="middle">
<mml:math id="mm16" display="inline">
<mml:semantics id="sm16">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>R</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mn>14</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>14</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>141</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>142</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>143</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>144</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></td>
<td align="center" valign="middle">Move left or right</td></tr>
<tr>
<td align="center" valign="middle">5</td>
<td align="center" valign="middle">Left forward, Right forward, Right</td>
<td align="center" valign="middle">
<mml:math id="mm17" display="inline">
<mml:semantics id="sm17">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>R</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mn>15</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>15</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>151</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>152</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>153</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>154</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></td>
<td align="center" valign="middle">move left</td></tr>
<tr>
<td align="center" valign="middle">6</td>
<td align="center" valign="middle">Left forward, Right forward, Left</td>
<td align="center" valign="middle">
<mml:math id="mm18" display="inline">
<mml:semantics id="sm18">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>R</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mn>16</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>16</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>161</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>162</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>163</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>164</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></td>
<td align="center" valign="middle">Move right</td></tr>
<tr>
<td align="center" valign="middle">7</td>
<td align="center" valign="middle">All</td>
<td align="center" valign="middle">
<mml:math id="mm19" display="inline">
<mml:semantics id="sm19">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>R</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mn>17</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>17</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>171</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>172</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>173</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>174</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></td>
<td align="center" valign="middle">Move backward</td></tr></tbody></table></table-wrap>
<table-wrap id="t3-sensors-12-13947" position="float">
<label>Table 3.</label>
<caption>
<p>Rule table for left forward motion in the extension-element model.</p></caption>
<table frame="box" rules="all">
<thead>
<tr>
<th align="center" valign="bottom"><bold>Number</bold></th>
<th align="center" valign="bottom"><bold>Obstacle Location</bold></th>
<th align="center" valign="bottom"><bold>Extension Element Model</bold></th>
<th align="center" valign="bottom"><bold>Approach</bold></th></tr></thead>
<tbody>
<tr>
<td align="center" valign="middle">1</td>
<td align="center" valign="middle">No obstacle</td>
<td align="center" valign="middle">
<mml:math id="mm20" display="inline">
<mml:semantics id="sm20">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>R</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>211</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>212</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>213</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>214</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></td>
<td align="center" valign="middle">Move left forward</td></tr>
<tr>
<td align="center" valign="middle">2</td>
<td align="center" valign="middle">Left</td>
<td align="center" valign="middle">
<mml:math id="mm21" display="inline">
<mml:semantics id="sm21">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>R</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>221</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>222</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>223</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>224</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></td>
<td align="center" valign="middle">Move forward</td></tr>
<tr>
<td align="center" valign="middle">3</td>
<td align="center" valign="middle">Left, Left forward</td>
<td align="center" valign="middle">
<mml:math id="mm22" display="inline">
<mml:semantics id="sm22">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>R</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mn>23</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>23</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>231</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>232</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>233</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>234</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></td>
<td align="center" valign="middle">Move right</td></tr>
<tr>
<td align="center" valign="middle">4</td>
<td align="center" valign="middle">Left, Right forward</td>
<td align="center" valign="middle">
<mml:math id="mm23" display="inline">
<mml:semantics id="sm23">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>R</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mn>24</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>24</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>241</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>242</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>243</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>244</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></td>
<td align="center" valign="middle">Move right</td></tr>
<tr>
<td align="center" valign="middle">5</td>
<td align="center" valign="middle">Left, Left forward, Right forward</td>
<td align="center" valign="middle">
<mml:math id="mm24" display="inline">
<mml:semantics id="sm24">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>R</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mn>25</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>25</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>251</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>252</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>253</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>254</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></td>
<td align="center" valign="middle">Move right</td></tr>
<tr>
<td align="center" valign="middle">6</td>
<td align="center" valign="middle">Upper left corner</td>
<td align="center" valign="middle">
<mml:math id="mm25" display="inline">
<mml:semantics id="sm25">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>R</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mn>26</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>26</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>261</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>262</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>263</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>264</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></td>
<td align="center" valign="middle">Move right forward</td></tr></tbody></table></table-wrap>
<table-wrap id="t4-sensors-12-13947" position="float">
<label>Table 4.</label>
<caption>
<p>Rule table for right forward motion in the extension-element model.</p></caption>
<table frame="box" rules="all">
<thead>
<tr>
<th align="center" valign="bottom"><bold>Number</bold></th>
<th align="center" valign="bottom"><bold>Obstacle Location</bold></th>
<th align="center" valign="bottom"><bold>Extension Element Model</bold></th>
<th align="center" valign="bottom"><bold>Approach</bold></th></tr></thead>
<tbody>
<tr>
<td align="center" valign="middle">1</td>
<td align="center" valign="middle">No obstacle</td>
<td align="center" valign="middle">
<mml:math id="mm26" display="inline">
<mml:semantics id="sm26">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>R</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mn>31</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>31</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>311</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>312</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>313</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>314</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></td>
<td align="center" valign="middle">Move right forward</td></tr>
<tr>
<td align="center" valign="middle">2</td>
<td align="center" valign="middle">Right</td>
<td align="center" valign="middle">
<mml:math id="mm27" display="inline">
<mml:semantics id="sm27">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>R</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mn>32</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>32</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>321</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>322</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>323</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>324</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></td>
<td align="center" valign="middle">Move forward</td></tr>
<tr>
<td align="center" valign="middle">3</td>
<td align="center" valign="middle">Left forward, Right</td>
<td align="center" valign="middle">
<mml:math id="mm28" display="inline">
<mml:semantics id="sm28">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>R</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mn>33</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>33</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>331</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>332</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>333</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>334</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></td>
<td align="center" valign="middle">Move left</td></tr>
<tr>
<td align="center" valign="middle">4</td>
<td align="center" valign="middle">Right forward, Right</td>
<td align="center" valign="middle">
<mml:math id="mm29" display="inline">
<mml:semantics id="sm29">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>R</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mn>34</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>34</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>341</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>342</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>343</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>344</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></td>
<td align="center" valign="middle">Move left</td></tr>
<tr>
<td align="center" valign="middle">5</td>
<td align="center" valign="middle">Left forward, Right forward, Right</td>
<td align="center" valign="middle">
<mml:math id="mm30" display="inline">
<mml:semantics id="sm30">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>R</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mn>35</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>35</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>351</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>352</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>353</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>354</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></td>
<td align="center" valign="middle">Move left</td></tr>
<tr>
<td align="center" valign="middle">6</td>
<td align="center" valign="middle">Upper right corner</td>
<td align="center" valign="middle">
<mml:math id="mm31" display="inline">
<mml:semantics id="sm31">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>R</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mn>36</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>36</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>361</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>362</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>363</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>364</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
<mml:mo>&gt;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></td>
<td align="center" valign="middle">Move left forward</td></tr></tbody></table></table-wrap></sec></back></article>
