吉林大学学报(工学版) ›› 2010, Vol. 40 ›› Issue (01): 123-0129.

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基于群体智能的多机器人任务分配

刘淑华,张嵛,吴洪岩,刘杰   

  1. 东北师范大学 计算机学院|长春 130017
  • 收稿日期:2008-08-30 出版日期:2010-01-01 发布日期:2010-01-01
  • 通讯作者: 刘淑华(1970-),女,副教授.研究方向:多移动机器人,智能规划.E-mail:liush129@nenu.edu.cn E-mail:liush129@nenu.edu.cn
  • 作者简介:刘淑华(1970-),女,副教授.研究方向:多移动机器人,智能规划.E-mail:liush129@nenu.edu.cn
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目(60573067)

Multi-robot task allocation based on swarm intelligence

LIU Shu-hua,ZHANG Yu,WU Hong-yan,LIU Jie   

  1. School of Computer Science, Northeast Normal University, Changchun 130117, China
  • Received:2008-08-30 Online:2010-01-01 Published:2010-01-01

摘要:

针对具有松散和紧密耦合型任务的大规模多机器人系统,研究了基于群体智能的任务分配方法。系统采用层次结构,高层用蚁群算法实现松散耦合型任务分配的寻优,提出逆转分配思想让蚂蚁代表任务,为每个任务选择任务的承担者。底层分别提出了基于蚁群、粒子群蚁群和量子蚁群实现机器人联盟的形成——产生紧耦合型任务解,并进行仿真。仿真结果表明,基本蚁群算法得到的解质量最差;粒子群蚁群算法得到的分配解最好,但是运算时间最长;量子蚁群算法得到的解稍次于粒子群蚁群算法,但分配时间比另两种算法减少了一半。因此,在大规模的多机器人任务分配中,量子蚁群算法具有更强的适用性。

关键词: 自动控制技术, 任务分配, 机器人联盟形成, 蚁群优化, 粒子群蚁群优化, 量子蚁群优化

Abstract:

The task allocation was studied based on the swarm inteeligence for the large-scale multi-robot system with looseand tightcoupled tasks adopting the hierarchial architecture. In the high level, the ant colony algorithm was employed to find the optimal allocation of the loosecoupled tasks, namely, based on the reverse distribution idea,taking each ant to form a task, an undertaker was chosen for every task. In the low level,the coalition formation algorithms based on the ant colony optimization(ACO),the particle swarm and ant colomy optimization(PSACO),or the quantuminspised ant colony optimization(QACO) was proposed respectively for performin a tight-coupled task.Simulations were performed and results showed that PSACO provides the best solution,but its running time is the largest;QACO is a little inferior in solution quality to PSACO, however,it needs only a half time of the 2 other methods. Therefore, QACO appears more suitable for the task allocation of the large-scale multi-robot system.

Key words: automatic control technology, task allocation, robot coalition formation, ant colony optimization, particle swarm and ant colony optimization, quantum-inspired ant colony optimization

中图分类号: 

  • TP242
[1] 顾万里,王萍,胡云峰,蔡硕,陈虹. 具有H性能的轮式移动机器人非线性控制器设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1811-1819.
[2] 李战东,陶建国,罗阳,孙浩,丁亮,邓宗全. 核电水池推力附着机器人系统设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1820-1826.
[3] 吴蔚楠,崔乃刚,郭继峰,赵杨杨. 多异构无人机任务规划的分布式一体化求解方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1827-1837.
[4] 赵爽,沈继红,张刘,赵晗,陈柯帆. 微细电火花加工表面粗糙度快速高斯评定[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1838-1843.
[5] 王德军, 魏薇郦, 鲍亚新. 考虑侧风干扰的电子稳定控制系统执行器故障诊断[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1548-1555.
[6] 闫冬梅, 钟辉, 任丽莉, 王若琳, 李红梅. 具有区间时变时滞的线性系统稳定性分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1556-1562.
[7] 张茹斌, 占礼葵, 彭伟, 孙少明, 刘骏富, 任雷. 心肺功能评估训练系统的恒功率控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1184-1190.
[8] 董惠娟, 于震, 樊继壮. 基于激光测振仪的非轴对称超声驻波声场的识别[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1191-1198.
[9] 田彦涛, 张宇, 王晓玉, 陈华. 基于平方根无迹卡尔曼滤波算法的电动汽车质心侧偏角估计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 845-852.
[10] 张士涛, 张葆, 李贤涛, 王正玺, 田大鹏. 基于零相差轨迹控制方法提升快速反射镜性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 853-858.
[11] 王林, 王洪光, 宋屹峰, 潘新安, 张宏志. 输电线路悬垂绝缘子清扫机器人行为规划[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 518-525.
[12] 胡云峰, 王长勇, 于树友, 孙鹏远, 陈虹. 缸内直喷汽油机共轨系统结构参数优化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 236-244.
[13] 朱枫, 张葆, 李贤涛, 王正玺, 张士涛. 基于强跟踪卡尔曼滤波的陀螺信号处理[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1868-1875.
[14] 晋超琼, 张葆, 李贤涛, 申帅, 朱枫. 基于扰动观测器的光电稳定平台摩擦补偿策略[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1876-1885.
[15] 冯建鑫. 具有测量时滞的不确定系统的递推鲁棒滤波[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(5): 1561-1567.
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