基于信息素的群體移動機器人控制系統(tǒng)研究.pdf

1、群體機器人主要研究大量相對簡單的機器人如何通過它們之間及其與環(huán)境之間的局部交互來產生群體行為。它是一種協(xié)調控制大規(guī)模多機器人系統(tǒng)的新方法。無線傳感器網絡是由大量分布的不同規(guī)格和功能的具有感知、計算和通信能力的微型傳感器節(jié)點通過自組織的方式構成的無線網絡。群體機器人協(xié)作的一個重要研究方法就是模仿社會性生物的協(xié)作機制。螞蟻等社會性生物進行協(xié)作的一個主要方法就是通過信息素來交流信息，協(xié)調彼此的行為。
　　 本文針對群體機器人控制問題，

2、結合無線傳感器網絡，將基于信息素的通信機制引入群體機器人控制當中，提出了一種新的群體機器人協(xié)作控制方法。研究成果可為群集智能研究提供新的途徑，因而具有重要的理論意義。
　　 論文的主要研究工作如下：
　　 首先，詳細分析了國內外無線傳感器網絡、群體移動機器人和信息素技術的相關研究成果。針對群體機器人實驗的需求，開發(fā)了一個適用于群體機器人實驗的移動機器人；基于GAINZ硬件平臺，對IEEE802.15.4軟件協(xié)議棧進行了開

3、發(fā)；并以此為基礎構建了一個群體機器人實驗系統(tǒng)。
　　 接著，對基本蟻群算法的原理進行了分析，基于此提出了一個基于信息素的群體機器人協(xié)作控制算法PMCA。算法定義了4種機器人狀態(tài)，6種信息和4種動作，給出了機器人狀態(tài)轉移的基本方法；對信息素的更新模型和路徑選擇概率進行了詳細的描述；并給出了算法的執(zhí)行流程。
　　 最后，在實驗系統(tǒng)上對該算法進行了實驗。設計了一個群體機器人路徑優(yōu)化實驗，將實驗分成3個階段：探索階段、信息素積累