基于免疫算法的多机器人自主协作路径规划.doc

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

ABSTRACT

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AUTONOMOUSCOOPERATIVEPATHPLANNINGOFMULTI-ROBOTBASEDONIMMUNEALGORITHMMETHOD

ABSTRACT

Roboticshasbecomeafocusofresearchtopicinthecontrolfield,andpathplanningisacoreissueoftherobotics.Inrecentyears,bothdomesticandforeignexpertsaccessgoodresultstopathplanningresearchinrobotics.Theresearchofpathplanningisfromthestaticandsimpleenvironmenttocomplexanddynamicenvironment,andthenbyasinglerobottomultiplerobotsintheresearch,graduallydifferentintelligentmethodsareappliedtopathplanningoftherobotics.Inthispaper,wecarriedoutrobotpathplanninganditsrelatedkeytechnologiesandresearchstudy,especiallypathplanningbasedonimmunealgorithmasakeypartinthestudy.Themainresearchcontentsareasfollows：

Atfirst,thispaperhasabriefoverviewtomulti-robotsystem,describesthemoreadvantagesofthemulti-robotthanasinglerobot,andintroducesitscurrentstatusandtrends.Thenitisfocusontherealizationoftheclassificationandmethodsofpathplanning.

Secondly,thispapersummarizesthreedifferentintelligentmethods,includingtheartificialpotentialfieldmethod,geneticalgorithm,andimmunealgorithmintheresearchoftherobotpathplanning,andfocusesonthebiologicalmechanismandi