基于进化算法的多机器人森林救火任务分配策略

摘要

近年来机器人应用领域不断拓广，单机器人在很多方面已经不能满足人们的需求，研究和使用多个机器人通过协同与合作来完成某些任务，成为一种新的机器人应用形式，并且日益受到国内外学术界的关注。
　　 多机器人系统任务分配是多机器人系统研究领域的一个重要的基础问题，体现了多机器人系统的优越性和必要性，随着系统规模和任务复杂度的增加，任务分配的研究将越来越重要。
　　 本文首先以多机器人任务分配为研究背景，分析总结了当前多机器人任务分配的研究现状及分类，并深入介绍了进化算法这一解决此类复杂优化问题的通用框架。然后针对森林救火任务的特点，研究影响森林救火任务分配的关键因素及其相互关系，构造了多机器人森林救火任务分配的数学模型，并结合森林救火的基本原则，提出以过火面积作为该问题的目标函数。其次提出基于进化算法的多机器人森林救火任务分配策略，推导得到在有风和无风的情况下进化算法的适应度函数的表达式，并完成进化算法选择、交叉、变异算子的设计。最后在Teambots平台上设计基于进化算法的多机器人森林救火任务分配策略的仿真系统，验证算法的有效性。仿真结果表明，该分配策略能够有效合理地分配多机器人森林救火任务。
　　 论文最后对全文进行了总结，说明了主要研究成果，同时指出论文的不足和有待进一步研究的问题。