多機(jī)器人定位與編隊(duì)控制研究.pdf

1、隨著機(jī)器人學(xué)及其應(yīng)用領(lǐng)域的不斷發(fā)展,單個(gè)機(jī)器人有限的能力已不能滿足日益復(fù)雜的任務(wù)要求,多機(jī)器人系統(tǒng)逐漸成為了國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)界研究的熱門領(lǐng)域。在諸如機(jī)器人足球賽、救援、安防、軍事領(lǐng)域、航空航天領(lǐng)域等任務(wù)需求中,多機(jī)器人的協(xié)作發(fā)揮著重要作用。機(jī)器人的位置信息是多機(jī)器人協(xié)作不可缺少的信息,如何利用多機(jī)器人之間的協(xié)作來提高機(jī)器人隊(duì)列的定位,如何利用機(jī)器人所獲得信息進(jìn)行協(xié)作控制是多機(jī)器人研究的重要方向。本文圍繞多機(jī)器人編隊(duì)過程中機(jī)器人的定位

2、和編隊(duì)協(xié)作控制進(jìn)行深入的研究,主要的研究?jī)?nèi)容如下:
　　 1、研究單個(gè)機(jī)器人自定位問題。首先通過對(duì)天花板上攝像頭拍攝的圖像進(jìn)行處理獲得全局坐標(biāo),接著利用里程計(jì)信息進(jìn)行推算機(jī)器人的相對(duì)坐標(biāo),最后針對(duì)這兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)提出了信息融合方法得到機(jī)器人的準(zhǔn)確位置坐標(biāo)。
　　 2、研究多機(jī)器人協(xié)同定位問題。首先建立機(jī)器人隊(duì)列協(xié)同定位的系統(tǒng)模型,利用機(jī)器人隊(duì)列中機(jī)器人之間的相對(duì)觀測(cè)對(duì)機(jī)器人隊(duì)列的位置進(jìn)行濾波更新。接著針對(duì)濾波分析的計(jì)算

3、量隨機(jī)器人隊(duì)列的規(guī)模和觀測(cè)量的增加而迅速增加的問題,提出利用一致性卡爾曼濾波將機(jī)器人的全局坐標(biāo)和相對(duì)觀測(cè)量進(jìn)行融合的定位方法,從而提高定位的效率和實(shí)時(shí)性。并通過英集斯機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)驗(yàn)證定位算法的有效性。
　　 3、研究多機(jī)器人編隊(duì)控制問題。結(jié)合機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)模型,分析了基于領(lǐng)導(dǎo)者-跟隨者的機(jī)器人編隊(duì)控制和三個(gè)互為領(lǐng)導(dǎo)者的機(jī)器人編隊(duì)控制算法。同時(shí)針對(duì)編隊(duì)過程中不可避免遇到障礙物的問題,設(shè)計(jì)各個(gè)機(jī)器人的避碰策略,最后利用上海英集斯公司