救援仿真機(jī)器人中的多智能體協(xié)作研究.pdf

1、近年來自然災(zāi)害頻發(fā)，災(zāi)難所帶來的危害嚴(yán)重影響到人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全，引起了全社會的廣泛關(guān)注。RoboCup救援仿真系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)模擬現(xiàn)實(shí)中的城市災(zāi)難場景，通過仿真機(jī)器人來完成災(zāi)難救援工作，將災(zāi)難損失降到最低，其目的是為了將機(jī)器人技術(shù)更好的應(yīng)用于災(zāi)難救援中。RoboCup救援仿真目前已應(yīng)用于城市災(zāi)難應(yīng)急指揮系統(tǒng)中，能夠?yàn)槌鞘兄械耐话l(fā)事件處理提供決策支持，因而其研究具有重大的價(jià)值和意義。
　　RoboCup救援仿真機(jī)器人系統(tǒng)中提供了六

2、種類型智能體：警察，消防員，醫(yī)療隊(duì)，警察局，醫(yī)院和消防站。每種智能體均有多個實(shí)例，因此RoboCup救援仿真機(jī)器人系統(tǒng)中存在同構(gòu)智能體之間的相互協(xié)作。同時各智能體之間需要相互配合，所以RoboCup救援仿真機(jī)器人系統(tǒng)中還存在異構(gòu)智能體之間的相互協(xié)作。本文以RoboCup救援仿真機(jī)器人系統(tǒng)為研究平臺，研究救援仿真機(jī)器人系統(tǒng)中的多智能體協(xié)作方法。將智能體決策過程中面臨的多個任務(wù)視為多個目標(biāo)，而智能體的任務(wù)選擇問題則演變成了多目標(biāo)的優(yōu)化問題。

3、本文的主要內(nèi)容如下：
　　(1)基于二進(jìn)制粒子群優(yōu)化的多智能體協(xié)作研究
　　對救援仿真機(jī)器人的決策過程中面臨的多種任務(wù)進(jìn)行救援效果評價(jià)，以智能體是否選擇執(zhí)行該任務(wù)為優(yōu)化目標(biāo)。構(gòu)建粒子維度為任務(wù)總數(shù)的粒子群，通過粒子群優(yōu)化方法得出最佳的任務(wù)選擇方案。由于任務(wù)是否被執(zhí)行只存在是或者否兩種狀態(tài)，所以采用二進(jìn)制粒子群來實(shí)現(xiàn)優(yōu)化過程。
　　(2)基于多評價(jià)函數(shù)且?guī)Ъs束的混合粒子群優(yōu)化方法的多智能體協(xié)作研究
　　二進(jìn)制粒子群

4、優(yōu)化算法在解決多智能體協(xié)作問題時，若任務(wù)數(shù)過大時將導(dǎo)致粒子維度過大無法及時收斂，且評價(jià)任務(wù)救援效果時以人為的經(jīng)驗(yàn)為主，粒子群的適應(yīng)函數(shù)單一造成了評價(jià)不足。為了使得粒子群優(yōu)化方法能更好的應(yīng)用于多智能體協(xié)作中，本文采用多種適應(yīng)函數(shù)來分別評價(jià)同構(gòu)智能體的任務(wù)選擇，同時在各異構(gòu)智能體之間的相互協(xié)作和約束關(guān)系的基礎(chǔ)上，采用約束函數(shù)來計(jì)算各適應(yīng)函數(shù)之間的關(guān)系。最終使用救援仿真系統(tǒng)的評分函數(shù)作為粒子群的群體適應(yīng)函數(shù)，從而解決了適應(yīng)函數(shù)單一的問題。同時