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多智能体协同导航中的状态预测路径规划算法研究

目录

内容概括．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1.1智能体协同导航发展现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.1.2状态预测路径规划的重要性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

1.2.1多智能体协同导航技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

1.2.2状态预测方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

1.2.3路径规划算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

1.3研究内容与目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

1.3.1主要研究内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

1.3.2具体研究目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

1.4研究方法与技术路线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

1.4.1研究方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

1.4.2技术路线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

1.5论文结构安排．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

相关理论与技术基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

2.1多智能体系统理论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

2.1.1智能体定义与分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

2.1.2协同导航模式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

2.2状态预测模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

2.2.1预测模型概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

2.2.2基于物理模型的方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

2.2.3基于数据驱动的方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

2.3路径规划算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

2.3.1传统路径规划算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

2.3.2智能路径规划算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

2.4本章小结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

多智能体协同导航状态预测模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

3.1预测模型需求分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

3.1.1预测精度要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

3.1.2实时性要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

3.1.3计算资源限制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

3.2基于改进粒子滤波的状态预测方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

3.2.1粒子滤波算法原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50

3.2.2改进粒子滤波算法设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52

3.2.3算法仿真验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53

3.3基于神经网络的状态预测方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54

3.3.1神经网