基于行為的多機(jī)器人隊(duì)形控制研究.pdf

1、近年來(lái),隨著移動(dòng)機(jī)器人的工作環(huán)境從結(jié)構(gòu)化的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境擴(kuò)展到了非結(jié)構(gòu)化的一般環(huán)境中,機(jī)器人的控制方法也從預(yù)先規(guī)劃的方式逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器人自主決策為主的智能控制方式。在未知環(huán)境下,單個(gè)移動(dòng)機(jī)器人由于能量、功率、感知范圍的限制,有時(shí)難以完成復(fù)雜的工作任務(wù)。多移動(dòng)機(jī)器人通過(guò)協(xié)同工作來(lái)彌補(bǔ)單移動(dòng)機(jī)器人能力上的不足,從而完成目標(biāo)任務(wù)。隊(duì)形控制研究是多移動(dòng)機(jī)器人協(xié)同的一個(gè)研究熱點(diǎn),受到了越來(lái)越多的關(guān)注。
　　 本文旨在應(yīng)用基于行為法對(duì)多機(jī)器人隊(duì)

2、形控制進(jìn)行研究。主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　 首先,將多機(jī)器人系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)按照群體體系結(jié)構(gòu)和個(gè)體體系結(jié)構(gòu)分別討論。分析比較各種體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)成及優(yōu)缺點(diǎn),提出采用分布式群體體系結(jié)構(gòu)和反應(yīng)式個(gè)體體系結(jié)構(gòu)作為本文研究中的多機(jī)器人系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。對(duì)典型多機(jī)器人研究平臺(tái)進(jìn)行了分析和比較,選用Teambots平臺(tái)作為本文的研究平臺(tái)。
　　 其次,闡述了多機(jī)器人隊(duì)形控制的基本問(wèn)題。著重分析了三種隊(duì)形控制方法以及它們的優(yōu)缺點(diǎn),應(yīng)用基

3、于行為法作為隊(duì)形控制的研究方法,并針對(duì)隊(duì)形控制任務(wù)設(shè)計(jì)了基于行為法的子行為:奔向目標(biāo)、躲避障礙物、圍繞障礙物、隨機(jī)擾動(dòng)和保持隊(duì)形。
　　 最后,使用Teambots仿真平臺(tái)進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),包括單機(jī)器人導(dǎo)航仿真,靜態(tài)環(huán)境下多機(jī)器人隊(duì)形控制仿真,動(dòng)態(tài)環(huán)境下多機(jī)器人隊(duì)形控制仿真,多機(jī)器人隊(duì)形變換仿真,并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果加以分析。針對(duì)單向鄰居參照點(diǎn)法隊(duì)形控制不穩(wěn)定的情況,采用雙向鄰居參照點(diǎn)法對(duì)控制算法進(jìn)行改進(jìn),根據(jù)運(yùn)行時(shí)間對(duì)改進(jìn)的隊(duì)形控制算法