基于免疫机理的多机器人智能协作系统研究

来源 :东华大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lschx
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
随着科技的发展,机器人技术日新月异,使得机器人越来越多的出现在各种生产和生活场景中,提高了我们的生活品质。多机器人系统因拥有更高的灵活性和工作效率,可以完成更为复杂的工作,因而得到了极大的发展。但是对于一个智能系统而言,并不是机器人数量的简单叠加。系统的智能化体现在执行者之间实现协同作业,减少不必要的冲突,更大地发挥系统的潜能,使其能够处理更为动态复杂的任务。由于免疫系统是一个复杂而高效的智能协同系统,体现了独特的学习和适应能力。分布在各处的免疫细胞相互协作,共同维持生物机体的稳定。受此启发,可以将免疫系统的工作机理应用到多机器人系统中,设计机器人调度协作算法,提升多机器人系统在动态复杂环境中的适应能力。论文以协作清理为应用场景,重点完成如下工作:(1)针对多机器人清理任务的动态未知等特点,借鉴生物免疫网络机理,设计一种面向多机器人动态任务分配的事件驱动免疫网络算法。机器人作为抗体,任务作为抗原,提出任务分配与协作的数学模型,并引入事件驱动的机制实现了任务的动态分配与协作。针对任务执行时出现的死锁状态,引入焦躁激素来解除。试验结果证明,该方法可以很好地实现动态清理任务的分配。(2)针对系统中路径规划问题,通过改进免疫优化算法为机器人求解无碰最优路径。通过对障碍物场景进行建模处理,将此问题转换为常见的优化问题,且为了提升算法的效率和得出全局最优解,引入自适应交叉和变异算子,并添加局部搜索算子,使得改进的算法能够更加快速地为机器人规划出全局最优路径,利用仿真验证了算法的优越性。(3)针对系统中存在的机器人间动态碰撞问题,借鉴免疫网络机理,提出一种面向多机器人动态避碰的规则驱动免疫网络协作策略。机器人看作抗体,构建多机器人系统激励和抑制网络模型,并在系统处于抑制状态时引入规则来解除,避免机器人发生碰撞,使得机器人系统能够更好地协作。并通过仿真实验,验证了协作策略在多机器人系统中的有效性。(4)以Khepera机器人为载体,利用本文的算法实现多机器人协作系统调度实验,通过实验证明了本文算法的有效性和实际价值。最后对全文进行了总结和展望。
其他文献
经济从高速度发展转向高质量发展,是为了适应我国主要矛盾的转变,是新时期需要完成的时代任务。马克思对资本主义经济的研究从生产入手,以此为据,探索经济高质量发展也应该把
《成均图》交纽转中的盇泰之转,是盇部字唇音尾(-p)弱化消失,其音流入泰部去声(收-?)。同理,缉部字唇音尾(-p)弱化,其音也流入队和至去声(收-?)。揭示前《诗经》时代的古音的
在对管道冷热油交替输送技术一般性规律研究的基础上,提出了鄯兰管道冷热油交替顺序输送方案并付诸实施,2008年底在长达749 km的鄯善—玉门管段上成功进行了4种原油共40批次
屋顶绿化是改善城市生态环境条件,缓解高密度人为活动负面影响的重要策略。从屋顶绿化的概念、功能和现状出发,重点介绍了屋顶绿化植物筛选、抗逆性及适应性研究,总结了屋顶
文章在分析大学创业教育的基本内涵和五大特征的基础上,提出了大学生创业教育的创业教育模式选择管理、创业知识和技能储备管理、风险和社会责任管理、创业孵化服务管理、创
热障涂层(Thermal barrier coatings,TBCs)是将陶瓷材料涂覆在高温合金基体表面,以降低基体合金表面温度,提高基体抗高温氧化及抗腐蚀能力的一种热防护技术。TBCs作为先进燃气
为提高玉米秸秆的利用效率,研究了不同预处理方式对玉米秸秆化学成分的影响,并探讨了玉米秸秆爆破处理的最优条件。结果表明,常规2.0%NaOH溶液浸泡处理能显著降低玉米秸秆中
立体几何应该说是一个相对在高中数学中独立性比较强的学科,它和其他知识联系比较少,但是从近几年高考情况来看,也不时出现与其他知识相结合.但总体觉得在立体几何中,还是以关注立
数学是内在的统一体.具有很强的整体性。然而,为了教与学的需要.人们常常将其进行人为的分割与细化.这样的划分难免会造成知识体系的支离破碎以及学生的误读与曲解.因此.在设计教学
<正> 年华似水,淘洗冲淡了人生旅程中的喜怒哀乐,赢得了心情的平静。然而,只要一想起少年时代的求知生涯,我就不自禁地激情往上涌。是依恋?是欢快?是神往?是叹息?也许更多的
期刊