关键词:
移动机器人集群
导航方法
分组聚集
灰狼优化算法
有限感知
摘要:
为了应对多个混合移动机器人集群在进行分组聚集时速度慢、成功率低等问题,设计了一种基于群体智能优化算法的分散式的分组聚集导航方法,使得每个机器人只利用有限感知范围内其他机器人的信息,结合灰狼优化(GWO)算法的原理来计算其与同组其他机器人进行聚集的首选导航速度。在确定每个机器人可利用的局部信息时,根据各组机器人的信息共享意愿,分为不同组之间相互合作和相互独立两种情况分别进行设计,从而实现了对原始的集中式GWO算法的分散化处理与应用。进一步对原始GWO算法进行改进,通过采用非线性收敛因子来提高机器人的前期探索能力,从而增大与同组成员的相遇概率,最终提高分组聚集的成功率。为了避免移动过程中机器人之间发生相互碰撞,利用分散式的最优互惠避碰(ORCA)算法对每个机器人的首选导航速度进行修正。仿真结果显示了所设计的不同分组聚集导航算法的有效性,并且相较于现有的基于粒子群优化(PSO)算法的分组聚集方法,所设计的各算法均具有更高的成功率、更快的收敛速度及更强的稳定性。