基于免疫算法的多机器人自主协作路径规划.doc

分类号______________________________密级______________________________ＵＤＣ______________________________编号______________________________硕士学位论文基于免疫算法的多机器人自主协作路径规划学位申请人：纪迪学科专业：控制理论与控制工程指导教师：徐雪松副教授答辩委员会主席：答辩日期：书脊华东交通大学2010届硕士学位论文基于免疫算法的多机器人自主协作路径规划电气与电子工程学院纪迪华东交通大学硕士学位论文任务书研究生姓名纪迪学号20080291810104学院（系）电气与电子工程学院专业控制理论与控制工程专业方向智能控制论文题目基于免疫算法的多机器人自主协作路径规划要求完成时间2010年8月30日选题来源导师指定主要研究任务：1、研究多机器人系统的特点和应用领域；2、研究路径规划的基本方法，及这些智能方法的基本原理；3、将人工势场法和免疫算法结合，并运用到路径规划中；4、研究足球机器人系统的基本结构，实现足球机器人的自主协作。接受任务时间2010年月日学生签名导师签名日期年月日独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写的研究成果，也不包含为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人签名_______________日期____________关于论文使用授权的说明本人完全了解华东交通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定，本论文保密期X年。本人签名____________导师签名__________日期___________摘要PAGEI基于免疫算法的多机器人自主协作路径规划摘要机器人学已经成为控制领域的一个重点研究课题，而路径规划是机器人技术的核心问题。近年来，国内外专家学者都在机器人路径规划研究中取得了较好的成绩。由最初的在简单环境下的静态路径规划到如今的在复杂环境下的动态路径规划，再由单个机器人到多个机器人的研究，逐渐将不同智能方法运用到机器人的路径规划中。本文针对机器人的路径规划及其相关关键技术展开了学习和研究，尤其是对基于免疫算法在路径规划中的研究作为重点部分，论文的主要研究内容如下：本文首先对多机器人系统进行简要概述并说明了多机器人相对于单机器人的优点以及它的研究现状和发展趋势。接着重点探讨了实现路径规划的分类和方法。其次分别综述了三种不同智能方法，包括人工势场法、遗传算法、免疫算法在机器人路径规划中的研究，重点介绍了免疫算法的生物学机理及其基本概念，详细阐述了免疫算法的原理和设计实施，免疫算法的设计包括环境建模、抗体初始化及编码、亲合度函数的设计等，保证抗体的成熟收敛及多样性。同时针对免疫算法存在的不足，提出了结合人工势场法和免疫算法，将其应用到路径规划中，实现最优化路径。最后，介绍了足球机器人比赛和系统组成，足球机器人系统是研究多机器人系统的良好平台，需要多个机器人彼此协调与合作，实现多机器人的自主协作规划，然后介绍了几种模拟足球机器人比赛的仿真系统，并选择了其中的RobotSoccer软件进行足球比赛的仿真。关键词：多机器人系统,路径规划，免疫算法，足球机器人系统ABSTRACTAUTONOMOUSCOOPERATIVEPATHPLANNINGOFMULTI-ROBOTBASEDONIMMUNEALGORITHMMETHODABSTRACTRoboticshasbecomeafocusofresearchtopicinthecontrolfield,andpathplanningisacoreissueoftherobotics.Inrecentyears,bothdomesticandforeignexpertsaccessgoodres