基于免疫理論的多移動(dòng)機(jī)器人任務(wù)分配及路徑規(guī)劃.pdf

1、多機(jī)器人系統(tǒng)由于其自身無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì),從而代替單機(jī)器人系統(tǒng)被廣泛研究。目前多機(jī)器人系統(tǒng)主要應(yīng)用于多機(jī)器人協(xié)作搬運(yùn)、機(jī)器人足球賽、工廠自動(dòng)化、多機(jī)器人協(xié)作探索和地圖構(gòu)建等領(lǐng)域。其中,多機(jī)器人協(xié)作搬運(yùn)問(wèn)題一直是多機(jī)器人系統(tǒng)研究的關(guān)鍵問(wèn)題之一,本文對(duì)多機(jī)器人協(xié)作搬運(yùn)箱子中的任務(wù)分配及路徑規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行研究。
　　要完成多機(jī)器人系統(tǒng)的協(xié)作搬運(yùn)箱子任務(wù),首先需解決系統(tǒng)中箱子和機(jī)器人之間的任務(wù)分配問(wèn)題,任務(wù)分配策略直接關(guān)系到系統(tǒng)的運(yùn)行效率。借鑒

2、獨(dú)特型網(wǎng)絡(luò)假設(shè),將箱子和機(jī)器人作為抗原、抗體,并定義抗原和抗體之間以及抗體和抗體之間的親和度,建立了任務(wù)分配的模型,同時(shí)基于干擾素調(diào)節(jié)機(jī)制定義了干擾素調(diào)節(jié)因子,通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)器人濃度來(lái)調(diào)整機(jī)器人和箱子之間對(duì)應(yīng)的分配情況,以實(shí)現(xiàn)分配策略的優(yōu)化。初步研究結(jié)果表明:任務(wù)分配規(guī)劃算法很好地解決了多機(jī)器人協(xié)作搬運(yùn)中的搬運(yùn)路徑冗長(zhǎng)、機(jī)器人能力損耗高和參與協(xié)作的機(jī)器人數(shù)目多等問(wèn)題,提高了系統(tǒng)的執(zhí)行效率,充分體現(xiàn)了多機(jī)器人協(xié)作中任務(wù)分配策略的合理性,算法顯

3、示出較強(qiáng)的任務(wù)規(guī)劃能力。
　　在得到系統(tǒng)任務(wù)分配策略后,多機(jī)器人根據(jù)策略來(lái)搬運(yùn)箱子,此時(shí)環(huán)境中可能會(huì)存在若干障礙物,于是如何在障礙物環(huán)境中使機(jī)器人從起始點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)規(guī)劃出一條無(wú)碰的最優(yōu)路徑就顯得十分必要。為了解決復(fù)雜環(huán)境中移動(dòng)機(jī)器人的路徑規(guī)劃問(wèn)題,本文提出了基于煙花爆炸式的新型免疫遺傳算法:它在一般免疫遺傳算法中加入了疫苗接種機(jī)制,算法按照選擇、交叉、變異、疫苗提取、疫苗接種、免疫選擇的流程來(lái)建立;受煙花爆炸現(xiàn)象啟發(fā),本文還提出了煙