基于NEAT的多机器人协调围捕问题研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cmfu2008
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
多机器人协调控制是机器人领域中的一个重要研究方向。而多机器人追捕-逃跑问题则是该方向中的一个典型问题。这个问题要求多个自主移动的机器人组成的追捕者团队相互合作去追捕并包围另一组自主移动的逃跑者机器人,其难点在于单个的追捕者无法完成围捕,而必须要通过群体成员之间的合作才能完成围捕任务。本文以二维动态环境下的多机器人围捕问题为背景,以群智能中的涌现原理为基础,提出了一种基于群智能的多机器人协调控制方法。本文首先介绍了多机器人协调控制领域的相关背景知识、国内外研究现状,以及研究目的和意义。其次,提出一种基于群智能的多机器人协调控制方法。给出了群智能原理的定义和理论基础,并分析了实现群智能原理所需的工具,包括人工神经网络、优化算法和模拟环境等。然后,建立一个二维连续的动态多机器人追捕仿真环境,并设立一组追捕者机器人。通过给机器人个体添加传感器、人工神经网络大脑和效应器,模拟一个简单的人工生命。通过在模拟环境中进行多次迭代,使用评判函数指导群体进化方向,优化个体人工神经网络大脑参数,使追捕者个体进化出有意义的行为,如避障、追逐等。并通过个体之间的协作产生群智能完成对逃跑者机器人的围捕任务。验证了基于群智能的多机器人协调控制方法的可行性。最后,对比分析了PSO和NEAT两种化算法对在优化作为追捕者机器人大脑的神经网络上的优化效果。仿真实验验证了算法的可行性。
其他文献
船舶的航行补给是指船舶航行过程中,在保持补给船和被补给船两船相对方位与距离固定的情况下,把补给船上的燃料或食品转移到被补给船上的一种特殊操作。对航行中的船舶进行补
作为一门新兴的年轻的科学,量子计算理论诞生于量子力学、经典信息论和计算技术的基础思想的结合,它的迅速发展给我们的生活带来了巨大的改变。然而,作为实现量子计算的两个重要
风电并网引发电能质量问题不仅是限制风电机组装机规模的重要因素,而且对电网的安全稳定可靠运行产生了影响,研究风电并网引发的各种电能质量问题的主要原因和安全对策是十分必要的。文章分析了风电并网给电网带来的电压波动及闪变、谐波和电压偏差等电能质量问题的成因机理,以自适应提升小波变换理论方法和动态补偿控制策略,对其进行准确的检测定位和合理的电压稳定补偿控制。本文主要工作内容如下:(l)分析了风电并网引起的
随着控制理论、计算机技术及通信技术的日益发展和交叉渗透,网络化控制应运而生,并逐渐成为国际学术界研究热点之一。网络化控制系统通过通信网络来实现数据交换,使不同地点的设
语音是人与人、人与机器之间相互传递信息的最主要的手段之一,它已成为现代通信及信息时代越来越重要的工具。但在现实生活中,外界噪声的干扰严重影响了语音信号的质量。为了消
在室内光环境的规划和设计中,光环境的监测是一个重要的环节,准确的测试数据不仅提供了光环境信息,也是对建筑照明系统进行规划、设计和评估的基础,是提升综合建筑环境的重要
随着现代工业和技术的发展,电镀的应用日益广泛,与人们的日常生活密切相关。现代市场竞争也日趋激烈,生产企业迫切需要提高电镀生产效率和产品质量。因此,研究在电镀生产过程中具备自动监测和自动控制技术的电镀机控制器有重要的应用价值。针对圆柱形镀件,本文提出一种基于嵌入式系统的卧式轴辊电镀机控制器的设计方案。所设计的电镀机控制器主要分四大模块:工件转速控制模块、镀液温度控制模块、阳极网的位置控制模块、以及镀
随着经济全球化的发展,社会分工的不断细化,供应链结构越来越复杂,伴随着国际形势复杂多变,市场需求难以准确把握,自然灾害连连不断,同时为了削减成本提高效率而提出的精益管理思想
人脸识别研究是近年来模式识别领域的一大研究热点,具有广阔的应用前景。本文主要致力于基于静态图像的可变光照和遮挡条件下的人脸识别方法研究,重点研究了基于子空间、基于
无线传感器网络技术作为物联网核心技术之一,近年来得到了国内外学者的广泛关注。研究发现无线传感器网络的寿命主要取决于路由节点转发的数据量。因此将数据压缩,减小传输信息