基于免疫算法的移动机器人路径规划研究.pdf

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1、2012年6月机床与液压Jun．2012第40卷第1l期MACHINET00L&HYDRAULICSVo1．40No．11DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．11．008基于免疫算法的移动机器人路径规划研究陆州，李琳，邹炎飚(华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州510640)摘要：针对障碍物已知的全局路径规划问题，采用几何坐标法建立机器人工作的环境模型，提出了一种包含否定选择、克隆选择、接种疫苗等免疫思想的路径搜索方法，详细介绍了该算法的主要设计思想并给出了算法的具体流程。在亲和力构建

2、时引入抗体浓度的概念，保持群体在进化过程中的多样性；提出了一种新的接种疫苗方法，大大改善了抗体的品质。与基于传统遗传算法的路径规划方法进行对比仿真实验，结果表明免疫算法有效地防止局部收敛，能更快地收敛到全局最优解。关键词：免疫算法；路径规划；接种疫苗；克隆选择中图分类号：TP242．2文献标识码：A文章编号：1001—3881(2012)11—025—4ResearchofMobileRobotPathPlanningBasedonImmuneAlgorithmLUZhou，LILin，ZOUYanbiao(School

3、ofMechanicalandAutomotiveEngineering，SouthChinaUniversityofTechnology，GuangzhouGuangdong510640，China)Abstract：Aimingattheproblemofglobalpathplanningundertheconditionofknownobstacle，theenvironmentmodelformo—bilerobotwasbuiltbyusingthecoordinategeometrymethod．Somei

4、mmunethoughtsforpathplanningwereproposedwhichincludednegativeselection，clonalselection，andvaccinationandSOon．Themaindesignideasandspecificstepsofthisalgorithmindetailwerealsointroduced．Theconceptofantibodyconcentrationwasintroducedwhenafinityconstructing，whichine

5、volutionprocesskeptthediversityofthegroup．Andanewvaccinationmethodwasresearchedtoimprovethequalityoftheantibody．Theresultsmanifestthatbycontrastingthesimulationexperimentbetweentraditionalgeneticalgorithmandimmunealgorithm，theconvergenceCanbepre—ventefectivelybyt

6、heimmunealgorithmandtheglobaloptimumsolutiongottenmorequickly．Keywords：Immunealgorithm；Pathplanning；Vaccination；Clonalsdecfion移动机器人路径规划一直是机器人研究的关键技法的全局路径规划方法。术，国内外学者提出了许多移动机器人路径规划的方1免疫算法的基本原理法，目前遗传算法是应用较多的一种路径规划方法。人工免疫系统是一种数据处理、归类、表示和推遗传算法具有较强的并行搜索能力和鲁棒性能，对于理策略的似

7、是而非的生物范式。免疫算法从体细胞传统搜索方法难以解决的复杂和非线性问题具有良好理论得到启发，实现类似于免疫系统的自我调节功能的适用性。但遗传算法在应用过程中，面临早熟和局和生成不同抗体的功能。人工免疫系统是一个非常部寻优能力差等问题。灵活的系统，作者针对路径规划问题，介绍相关免疫近年来，各种免疫算法被逐渐运用到移动机器人算法的基本原理。的导航领域。文献[1]在免疫算法的基础上吸取了1．1否定选择思维进化算法中的优点，采用时间栅格法建立机器人否定选择是对免疫细胞的成熟过程的模拟。包括的环境信息，实现算法中抗体的局部和全局

8、求解。文耐受和检测两个阶段，耐受阶段主要负责成熟检测器献[2]总结分析了人工免疫系统中基于群体及基于的产生，检测阶段主要是为了发现异常，并及时做出网络的两类算法，提出了基于克隆选择的全局路径规反应。划方法和基于人工免疫网络的局部路径规划方法。本文中否定选择的目的是为了避免点不可行(即文作者在分析传统遗传算法的优越性与