基于免疫進(jìn)化與協(xié)同進(jìn)化的移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃.pdf

1、移動(dòng)機(jī)器人的研究和開發(fā)近年來受到了人們的高度重視。人們要求機(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)劃就顯得尤為重要。路徑規(guī)劃是按照某一性能指標(biāo)搜索一條從起始狀態(tài)到目標(biāo)狀態(tài)的最優(yōu)或近似最優(yōu)的無(wú)碰路徑。本文作者主要針對(duì)移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃及其相關(guān)的一些關(guān)鍵技術(shù)展開了研究。論文的主要研究工作如下： 首先介紹了移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃及其相關(guān)理論(包括機(jī)器人導(dǎo)航、

2、人工免疫系統(tǒng)和協(xié)同進(jìn)化計(jì)算等三個(gè)方面)的研究背景和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀。接著重點(diǎn)探討了結(jié)合免疫進(jìn)化和協(xié)同進(jìn)化算法的單機(jī)器人和多機(jī)器人路徑規(guī)劃問題。 對(duì)于單機(jī)器人路徑規(guī)劃，針對(duì)現(xiàn)有基于進(jìn)化算法的路徑規(guī)劃方法所存在的易陷入局部最優(yōu)和缺乏指導(dǎo)性的缺點(diǎn)，本文作者提出了一種基于免疫進(jìn)化的路徑規(guī)劃方法。該方法針對(duì)機(jī)器人路徑規(guī)劃的實(shí)際應(yīng)用，優(yōu)化了變異算子，引入了免疫接種，免疫克隆等免疫機(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

3、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，該方法對(duì)復(fù)雜地圖有良好的適應(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)多機(jī)器人路徑規(guī)劃的特點(diǎn)，根據(jù)協(xié)同進(jìn)化模型以及免疫機(jī)制，提出了一種基于協(xié)同免疫進(jìn)化的多機(jī)器人路徑規(guī)劃方法。該方法通過免疫進(jìn)化方法在保證單個(gè)機(jī)器人路徑的質(zhì)量的同時(shí)，同時(shí)利用各群之問的信息交換，有效的保證機(jī)器人互相之間的路徑的協(xié)調(diào)性，在機(jī)器人避障的同時(shí)有效的避碰。通過仿真實(shí)驗(yàn)和機(jī)器人實(shí)驗(yàn)表明