5基于劳动分工的群机器人地图创建探索策略研究_阎静.pdf
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第30卷第1期计算机应用研究Vol.30No.12013年1月ApplicationResearchofComputersJan.2013基于劳动分工的群机器人地图创建探索策略研究*阎静,曾建潮,张国有(太原科技大学计算机科学与技术学院复杂系统与计算智能实验室,太原030024)摘要:受社会性昆虫劳动分工的启发提出一种群机器人地图创建的探索策略,以提高群机器人创建地图的效率。当机器人所在顶点位置有未访问的路径时,机器人随机选择一条未访问路径进行访问;如果当前位置的所有路径都已被访问,机器人会根据响应函数对下一访问位置进行概率选择。对算法分别进行了不同地图规模和机器人数量的计算机仿真实验,根据算法评价指标(覆盖时间、路径重复覆盖次数和覆盖率)对实验结果进行了评价,并与随机选择的算法进行了对比,结果表明算法是可行、有效的。最后指出了下一步研究的方向。关键词:群机器人;地图创建;劳动分工模型;探索策略中图分类号:TP391文献标志码:A文章编号:1001-3695(2013)01-0094-05doi:10.3969/j.issn.1001-3695.2013.01.022ResearchonexplorationstrategyinmapbuildingofswarmroboticsbasedonmodelofdivisionoflaborYANJing,ZENGJian-chao,ZHANGGuo-you(ComplexSystem&ComputationalIntelligenceLaboratory,InstituteofComputerScience&Technology,TaiyuanUniversityofScience&Tech-nology,Taiyuan030024,China)Abstract:Inspiringofdivisionlaborofthesocialinsect,thispaperproposedanexplorationstrategyofmappinginswarmro-boticstoimprovethemapbuildingefficiencyofswarmrobot.Whentherobotfoundthepathsnotvisitedonvertexposition,itwouldrandomlychoseanunvisitedpathtoaccess.Ifallthepathsofthecurrentlocationhadbeenvisited,itdesignedthere-sponsefunctionofalgorithmintermsofthemodelofdivisionlaborandrobotsselectedthenextpositionaccordingtothegivenprobability.Thesimulationexperimentsetupvariousnumbersofvertexesinmapandthenumbersofrobotsaccordingtotheevaluationmetricswhichincludedtotalcoveragetime,pathrepeatcoveragetime,rateofcoverageandsoon.Thispaperevalu-atedandcomparedtheexperimentalresultswithrandomselectionalgorithm.Theresultsshowthatthealgorithmisefficient.Atlast,itputforwardthefurtherresearch.Keywords:swarmrobots;mapbuilding;modelofdivisionlabor;explorationstrategy活性和规模可伸缩性,使之成为可行的解决办法。目前提出的0引言适用于群机器人的探索策略有以下几种。仿照生物嗅觉气味[5]地图创建是移动机器人研究领域中的基本问题,是移动机的按特定的方向对未知环境进行探测,如Hayes等人提出群[1]机器人气味定位法等,但是这种方法只适合一些特殊的环境;器人实现自主导航和其他智能活动的关键和基础。机器人[6]提出了基于边界的探测方法,其基本思想是让机器建立地图的问题通常被称为CML(concurrentmappingandlo-Yamauchi,calization)或SLAM(simultaneouslocalizationandmapbuilding)人向已知区域和未知区域的边界运动从而获得更多的未知环[2],问题,即并发定位