面向異構(gòu)多機(jī)器人系統(tǒng)的追捕問題研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)、通信以及硬件技術(shù)的普及與不斷發(fā)展，對(duì)于多機(jī)器人系統(tǒng)的研究與應(yīng)用得到國內(nèi)外學(xué)者越來越多的關(guān)注，圍繞其展開的工作主要包括編隊(duì)控制、集群控制、一致性研究、追捕問題等。其中，追捕問題（Pursuit-Evasion Games，PEG）的研究內(nèi)容為如何控制追捕者相互協(xié)作去追逐并逮捕其他逃跑者。它已成為進(jìn)行多機(jī)器人合作與競爭研究的一個(gè)重要課題。
　　本文研究了包含多個(gè)異構(gòu)追捕機(jī)器人以及一個(gè)快速的逃跑機(jī)器人的追捕問題，針對(duì)未知環(huán)境

2、，將追捕分為目標(biāo)搜索和執(zhí)行追捕兩部分，論文的主要工作包括以下幾個(gè)方面：
　　1)針對(duì)追捕機(jī)器人彼此運(yùn)動(dòng)能力不同以及逃跑者速度更快的情況，本文通過引入Apollonius圓建立了多機(jī)器人追逃問題的模型，并在此基礎(chǔ)上對(duì)追捕目標(biāo)成功的條件進(jìn)行了分析，并建立了整體的目標(biāo)追捕方案。
　　2)為了在未知環(huán)境中發(fā)現(xiàn)逃跑者，追捕者群體首先通過形成一定的編隊(duì)隊(duì)形對(duì)逃跑者進(jìn)行搜索,以提高搜索效率。當(dāng)機(jī)器人數(shù)量較多時(shí)，通訊往往會(huì)成為為系統(tǒng)性能提升

3、的瓶頸，甚至影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。同時(shí)，控制器頻繁地更新會(huì)影響其使用壽命。為了有效地控制通訊量，同時(shí)降低控制器更新頻率，本文將事件觸發(fā)機(jī)制引入離散時(shí)間多機(jī)器人系統(tǒng)的編隊(duì)控制問題中，事件的觸發(fā)依賴于一個(gè)基于測量誤差的事件觸發(fā)條件。本文設(shè)計(jì)了相應(yīng)的編隊(duì)控制算法，可以使系統(tǒng)形成期望隊(duì)形，然后利用仿真與Qbot移動(dòng)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)驗(yàn)證了算法。
　　3)針對(duì)追捕過程，本文結(jié)合基于行為的反應(yīng)式控制結(jié)構(gòu)分別設(shè)計(jì)了三個(gè)基本行為：避障行為、跟蹤目標(biāo)行為和