基于相似性矢量距的免疫遺傳算法在足球機(jī)器人決策子系統(tǒng)協(xié)調(diào)層中的應(yīng)用.pdf

1、足球機(jī)器人比賽是近年來在國際上迅速開展起來的高技術(shù)對(duì)抗活動(dòng)。足球機(jī)器人比賽系統(tǒng)涉及機(jī)器人、圖像處理、自動(dòng)控制、通信、傳感以及人工智能等領(lǐng)域，目前足球機(jī)器人比賽已經(jīng)成為研究多智能體系統(tǒng)和人工智能應(yīng)用技術(shù)的重要實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。 從計(jì)算的角度來看，生物免疫系統(tǒng)是一個(gè)高度并行、分布、自適應(yīng)和自組織的系統(tǒng)，具有很強(qiáng)的識(shí)別、學(xué)習(xí)和記憶能力。近年來，受生物免疫系統(tǒng)啟發(fā)而產(chǎn)生的人工免疫算法正在悄然興起。作為智能計(jì)算研究的新領(lǐng)域，人工免疫算法已經(jīng)用于機(jī)

2、器學(xué)習(xí)、故障診斷、圖象處理、多智能體決策系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)入侵檢測(cè)等領(lǐng)域，表現(xiàn)出卓越的性能和效率。 本文以MiroSot足球機(jī)器人中型組仿真比賽系統(tǒng)Middle LeagueSimuroSot為研究平臺(tái)，運(yùn)用人工免疫算法的理論和應(yīng)用做了一些研究工作。本文主要內(nèi)容如下： (1)分析了MiroSot足球機(jī)器人比賽系統(tǒng)的四部分，分別是視覺子系統(tǒng)，決策子系統(tǒng)，通訊子系統(tǒng)和機(jī)器人子系統(tǒng)，并簡單介紹了各部分的工作機(jī)理。然后對(duì)MiroSot足

3、球機(jī)器人比賽系統(tǒng)的核心——決策子系統(tǒng)進(jìn)行了深入的研究。本文采用了目前廣泛采用的決策子系統(tǒng)的三層控制決策模型，該模型把決策子系統(tǒng)分為協(xié)調(diào)層、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃層、基本動(dòng)作層，并重點(diǎn)針對(duì)協(xié)調(diào)層的兩部分，態(tài)勢(shì)分析和角色分配，進(jìn)行了詳細(xì)的分析與設(shè)計(jì)。其中，態(tài)勢(shì)分析部分，本文在結(jié)合場(chǎng)地分區(qū)法與相對(duì)位置法優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了綜合因素分析法，即在對(duì)比賽場(chǎng)地按一定規(guī)則分區(qū)的基礎(chǔ)上，同時(shí)考慮比賽的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息；角色分配部分，本文提出了基于關(guān)鍵隊(duì)員(Key-pla

4、yer)自組織攻防比賽策略，并針對(duì)球在賽場(chǎng)的不同區(qū)域分別進(jìn)行了討論，給每個(gè)機(jī)器人隊(duì)員分配具體的角色。 (2)在分析生物免疫系統(tǒng)功能、作用機(jī)理及特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，通過對(duì)基本免疫遺傳算法的分析與總結(jié)，引入了基于相似性矢量距的免疫遺傳算法，并證明了算法的收斂性。該算法通過基于相似性矢量距選擇概率的選取把局部搜索和全局搜索有機(jī)地結(jié)合起來，在保留了最優(yōu)抗體的同時(shí)又保證了抗體的多樣性，避免了算法的未成熟收斂。通過兩類測(cè)試函數(shù)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)和TSP問題