基于局部傳感和點對點通信的多機(jī)器人編隊實現(xiàn).pdf

1、分布式的多機(jī)器人編隊協(xié)調(diào)是機(jī)器人研究領(lǐng)域的一個熱點問題。本文圍繞多機(jī)器人編隊控制問題，對涉及的視覺傳感信息獲取和相互通信等關(guān)鍵問題進(jìn)行研究，提出了采用局部傳感和點對點通信實現(xiàn)經(jīng)典跟隨領(lǐng)航者編隊控制的方法，并在中山大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院智能信息處理與人機(jī)系統(tǒng)實驗室的機(jī)器人實驗平臺上驗證。 論文的主要工作包括： 1)綜合國內(nèi)外相關(guān)研究文獻(xiàn)，闡述了移動機(jī)器人的研究發(fā)展現(xiàn)狀。詳細(xì)分析了多機(jī)器人系統(tǒng)以及編隊控制研究存在的難點問題。

2、 2)對比分析了現(xiàn)有移動機(jī)器人編隊控制的主要算法，包括跟隨領(lǐng)航者算法、基于行為算法和人工勢場法等。重點討論了基于局部傳感的分布式跟隨領(lǐng)航者算法。 3)探討了實現(xiàn)編隊控制的兩種重要感知數(shù)據(jù)獲取手段。一種方式是，跟隨者通過視覺傳感器獲取領(lǐng)航者相對角度信息；另一種方式是，跟隨者采用通信的方式向領(lǐng)航者詢問其速度和姿態(tài)信息。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合跟隨領(lǐng)航者編隊控制方法，提出了基于局部傳感和點對點通信的機(jī)器人編隊實現(xiàn)策略。點對點通信是一種

3、可靠的通信方式，可以彌補(bǔ)傳感器的感知能力不足和受環(huán)境影響而陷入盲區(qū)的問題；而局部傳感能力可以減少協(xié)作所需的通信數(shù)據(jù)，從而降低通信代價。 4)結(jié)合HSV顏色模型的轉(zhuǎn)換和重心計算方法，實現(xiàn)了視覺傳感器對角度信息的快速提?。痪C合利用視覺傳感器、聲納傳感器、羅盤傳感器和點對點通信獲取的信息，構(gòu)建跟隨者的反饋控制器。 5)對現(xiàn)有機(jī)器人平臺Voyager-Ⅱ進(jìn)行了擴(kuò)展，增添了視頻處理，點對點通信，編隊控制等新功能。在此基礎(chǔ)上對提出的