基于克隆思維進(jìn)化算法的足球機(jī)器人協(xié)作策略系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、機(jī)器人足球比賽是近年來(lái)在國(guó)際上開展的高技術(shù)對(duì)抗性活動(dòng)，是自動(dòng)化和機(jī)器人領(lǐng)域最具有前瞻性的研究之一。足球機(jī)器人系統(tǒng)是一個(gè)典型的多智能體系統(tǒng)，它為人工智能理論研究及多種技術(shù)的集成應(yīng)用提供了良好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。 本論文以集中控制式足球機(jī)器人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)為背景，主要針對(duì)足球機(jī)器人之間的協(xié)作問(wèn)題進(jìn)行研究，研究行之有效的實(shí)時(shí)智能技術(shù)。 足球機(jī)器人之間的協(xié)作處理隸屬于足球機(jī)器人系統(tǒng)的決策子系統(tǒng)。 為了避開實(shí)物的限制，突出思維和合

2、作，本文選用足球機(jī)器人仿真比賽為平臺(tái)進(jìn)行研究。機(jī)器人足球仿真比賽是將包括主動(dòng)感知、思維決策和動(dòng)作實(shí)現(xiàn)在內(nèi)的全部智能環(huán)節(jié)都在計(jì)算機(jī)上由軟件仿真實(shí)現(xiàn)的一種比賽。 在分析和研究國(guó)內(nèi)常用的決策子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，將基于符號(hào)推理系統(tǒng)和行為主義的體系結(jié)構(gòu)結(jié)合起來(lái)的混合系統(tǒng)作為基本體系結(jié)構(gòu)，根據(jù)國(guó)內(nèi)流行的四層推理模型對(duì)足球機(jī)器人比賽系統(tǒng)的決策子系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。在這種決策模型中，對(duì)機(jī)器人的角色分配是多個(gè)機(jī)器人之間進(jìn)行協(xié)作的核心部分。

3、 角色分配中常用的方法為產(chǎn)生式規(guī)則。產(chǎn)生式系統(tǒng)理論在研究機(jī)器人足球比賽策略系統(tǒng)是有一定的幫助和啟發(fā)作用的。但是，簡(jiǎn)單的幾條產(chǎn)生式規(guī)則容易造成比賽過(guò)程中隊(duì)員的效率低下，如果增加規(guī)則必然會(huì)增加代碼的長(zhǎng)度，不滿足比賽系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。 為了滿足比賽的實(shí)時(shí)性，本文提出了使用克隆思維進(jìn)化算法對(duì)足球機(jī)器人進(jìn)行角色分配。克隆思維進(jìn)化算法是人工免疫理論中的克隆選擇算法和進(jìn)化理論中的思維進(jìn)化算法的有機(jī)結(jié)合。該算法保留了思維進(jìn)化算法中的子群體劃分策略

4、，使用克隆變異、克隆重組和克隆選擇等算子取代思維進(jìn)化算法中的“趨同”和“異化”算子，快速尋找到最優(yōu)解。 將克隆思維進(jìn)化算法運(yùn)用到角色分配中，主要分為三個(gè)步驟。第一步為編碼，編碼是將機(jī)器人足球賽場(chǎng)環(huán)境中對(duì)角色分配有影響的因素按照影響的不同大小，按照從大到小的方式以二進(jìn)制編碼的方式由高向低排列。第二步為算法計(jì)算，以賽場(chǎng)信息編碼為抗原，策略庫(kù)中的所有策略為抗體，通過(guò)親合力計(jì)算，尋找出最佳策略，即最合理的角色分配方案。第三步為解碼，解碼