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Aufgabe zu genetischen Algorithmen
Steuerung eines Fahrzeugs

Andreas Schwill



Situation:
Ein Fahrzeug soll durch eine vorgegebene unbekannte Hindernislandschaft kollisionsfrei gesteuert werden. Folgende Steuerbefehle sind möglich:

Befehl  Bedeutung
000     geradeaus um eine Einheit
001     links, 30 Grad
010     links, 60 Grad
011     rechts, 30 Grad
100     rechts, 60 Grad
101     rückwärts um eine Einheit
111     stop
Eine Folge solcher Befehle beschreibt nun eine Fahrroute des Fahrzeugs in der Ebene.
Eine Befehlsfolge kann zugleich als Chromosom eines genetischen Algorithmus aufgefaßt werden.
Eine Menge solcher Chromosomen definiert eine Anfangspopulation.

Die Fitneß eines Individuums orientiert sich an der Fähigkeit des Fahrzeugs, Hindernisse zu umfahren bzw. Kollisionen zu vermeiden. Sie kann z.B. gleich der Anzahl der Fahrbefehle gesetzt werden, die ausgeführt werden können, bis zum ersten Mal eine Kollision stattfindet. Gesucht ist dann ein Maximum für die Fitneß unter Verwendung von Evolutionsstrategien.

Aufgabe:
Arbeiten Sie sich in die Funktionsweise von genetischen Algorithmen ein. Verwenden Sie dazu den Duden Informatik.
Modellieren Sie dieses Problem durch ein Programm.
Experimentieren Sie mit unterschiedlichen Fitneßbewertungen, Anfangspopulationen, Mutations-, Kombinations- und Selektionsstrategien.

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