基于博弈理論群體機器人圍捕行為研究及虛擬仿真.pdf

1、隨著機器人技術的不斷發(fā)展，機器人的應用逐漸深入到各個領域，機器人所執(zhí)行任務以及應用環(huán)境的復雜性也在不斷增加。單個機器人在一些領域已無法滿足人們的需求，因此對群體機器人系統(tǒng)的研究已經成為機器人技術研究的一個重要方向。群體機器人圍捕行為問題是群體機器人系統(tǒng)研究的一個重要課題，在科研、軍事、工業(yè)自動化等領域都具有十分重要的現(xiàn)實意義。本文針對群體機器人圍捕行為問題，運用一種新的研究思想——博弈論思想，對群體機器人系統(tǒng)及其圍捕行為進行了分析研究，

2、并采用虛擬現(xiàn)實技術，以微軟機器人虛擬仿真平臺為工具，實現(xiàn)群體機器人在虛擬現(xiàn)實環(huán)境下的圍捕仿真。
　　運用博弈論思想，針對群體機器人系統(tǒng)中機器人所處環(huán)境的動態(tài)性和機器人之間協(xié)調合作問題，基于博弈理論，建立了群體機器人系統(tǒng)博弈論模型、協(xié)調協(xié)作模型及系統(tǒng)任務分配機制，對群機器人系統(tǒng)的協(xié)作性進行了分析研究，提出了群體機器人系統(tǒng)圍捕行為問題的任務分配方法及分配算法。
　　通過對群體機器人圍捕過程中的目標搜索問題分析研究，建立了基于概率

3、密度函數的搜索地圖，在引入搜索增益和搜索期望基礎上，提出了多種目標搜索策略，進行了仿真驗證分析。然后在博弈論框架下對群體機器人系統(tǒng)圍捕中機器人的運動策略進行了研究，將圍捕行為看作二人博弈行為，建立了零和博弈模型，分析研究了影響圍捕行為中博弈雙方走步策略的要素，在此基礎上對群體機器人圍捕策略進行優(yōu)化，提出了基于博弈論的策略選擇算法，并進行了仿真實驗。
　　采用虛擬現(xiàn)實技術，以Microsoft Robotics Studio（微軟機