多水下機器人系統(tǒng)合作與協(xié)調(diào)技術(shù)研究.pdf

1、水下機器人是人類認識海洋、開發(fā)利用海洋的主要手段之一。多水下機器人系統(tǒng)是水下機器人研究的重要組成部分，具有重要的研究意義和使用價值。 本文綜述了多機器人系統(tǒng)、多水下機器人系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，全面地總結(jié)了多水下機器人系統(tǒng)研究的關(guān)鍵技術(shù)、主要研究結(jié)果和存在的問題。 針對復(fù)雜的海洋環(huán)境，提出多水下機器人系統(tǒng)設(shè)計的評價標(biāo)準(zhǔn)，提出一種適用于多水下機器人系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，分別給出了系統(tǒng)中通信控制有效和通信控制失敗時的控制方法。 多

2、機器人協(xié)調(diào)與協(xié)作機制與系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，系統(tǒng)的動態(tài)組織與自組織依賴于不同的協(xié)調(diào)與協(xié)作機制，同時系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)也限制著協(xié)調(diào)與協(xié)作機制的選擇。以多水下機器人編隊為應(yīng)用背景，對系統(tǒng)協(xié)調(diào)與協(xié)作機制進行深入研究。給出編隊中單個水下機器人的運動控制方法；針對隊形形成問題，提出基于行為效用理論的編隊協(xié)調(diào)方法，以解決多機器人多目標(biāo)點決策問題；針對隊形保持問題，提出用于規(guī)劃及控制多個水下機器人在動態(tài)環(huán)境中編隊控制的一種有效機制，給出了編隊規(guī)劃協(xié)調(diào)算

3、法、環(huán)境探索及路徑獲取和軌跡生成的方法，計算機仿真驗證了編隊控制的有效性和可行性。 討論了多水下機器人系統(tǒng)編隊時通信的應(yīng)用及面臨的困難。建立了多水下機器人通信系統(tǒng)，設(shè)計了系統(tǒng)中通信協(xié)議的媒介訪問控制層(MAC層)協(xié)議，與基于競爭的Simple協(xié)議相對比，提高了水下通信的吞吐量和通信效率。計算機仿真結(jié)果表明設(shè)計的新協(xié)議在一定使用范圍內(nèi)具有更好的性能。 以水下機器人試驗樣機和移動機器人為實驗平臺，分別進行了兩機器人跟隨實驗、