改進(jìn)型人工免疫算法的移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃研究.pdf

1、移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)作為一個(gè)典型的多智能體系統(tǒng),它為智能理論研究及多種技術(shù)的集成應(yīng)用提供了良好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),移動(dòng)機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過程中能夠根據(jù)周圍環(huán)境的變化而自主的采取相應(yīng)措施的能力也越來越強(qiáng),因此,作為機(jī)器人智能的一個(gè)重要因素——路徑規(guī)劃的研究,就顯得十分重要。
　　本課題主要研究的內(nèi)容就是以足球機(jī)器人為研究平臺(tái),在足球比賽實(shí)際過程以及特殊狀態(tài)環(huán)境中,利用改進(jìn)型人工免疫算法完成足球機(jī)器人的尋找目標(biāo),實(shí)現(xiàn)避障等動(dòng)作,解決了傳統(tǒng)算法在路徑規(guī)劃過

2、程中可能出現(xiàn)的易陷入局部最優(yōu)解以及死鎖問題。
　　機(jī)器人的路徑規(guī)劃是一個(gè)很復(fù)雜的問題,不僅要尋求一條無碰撞的最短路徑,而且還要求該路徑盡可能平滑并滿足一定的安全性。本文首先介紹足球機(jī)器人的硬件結(jié)構(gòu)組成及其軟件平臺(tái),并重點(diǎn)討論了動(dòng)力系統(tǒng)的改造,隨后,介紹了機(jī)器人路徑規(guī)劃的傳統(tǒng)算法以及智能規(guī)劃算法,在以上工作的基礎(chǔ)上分析了目前各種路徑規(guī)劃算法的優(yōu)缺點(diǎn),由此提出了一種基于改進(jìn)型人工免疫算法的移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃。
　　針對(duì)靜態(tài)路徑規(guī)

3、劃,使用柵格法建立空間數(shù)學(xué)模型,并利用人工勢(shì)場(chǎng)法建立人工免疫算法所需要的初始路徑種群,優(yōu)化了變異算子,提出了新的親和度函數(shù),并引入了免疫接種,交叉與變異等免疫機(jī)制,使得較優(yōu)個(gè)體能較早的生成,從而保證了算法的收斂速度和種群的多樣性,防止了早熟收斂,提高了全局搜索能力。仿真結(jié)果表明,該方法在靜態(tài)環(huán)境下有良好的適應(yīng)能力,能有效地保證路徑的規(guī)劃效率并改善路徑規(guī)劃的質(zhì)量。
　　針對(duì)動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃,利用二維笛卡爾柵格建立移動(dòng)機(jī)器人的動(dòng)態(tài)環(huán)境模型

4、,利用人工勢(shì)場(chǎng)算法進(jìn)行種群的初始優(yōu)化,通過改進(jìn)靜態(tài)環(huán)境下免疫算法中的親和度函數(shù),來對(duì)個(gè)體進(jìn)行評(píng)估。通過仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)比,表明了該算法能較好的適用于動(dòng)態(tài)復(fù)雜環(huán)境下移動(dòng)機(jī)器人的路徑規(guī)劃。
　　最后,在實(shí)際的足球機(jī)器人系統(tǒng)平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),在實(shí)際的足球比賽環(huán)境中對(duì)改進(jìn)型人工免疫算法路徑規(guī)劃進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)表明:足球機(jī)器人在各種狀態(tài)環(huán)境下所表現(xiàn)出的優(yōu)良避障和尋找目標(biāo)效果,表明了該算法所規(guī)劃路徑的優(yōu)越性,圓滿地實(shí)現(xiàn)了論文的設(shè)計(jì)目標(biāo)。由于對(duì)足球機(jī)器人