Swarm Robots系統(tǒng)的設計實現(xiàn)及協(xié)作控制研究.pdf

1、多機器人協(xié)作系統(tǒng)作為機器人與智能控制研究領域的熱點問題，已經(jīng)越來越受到學術界的重視。以往的研究中產(chǎn)生了集合機器人(collective robotics)和變形機器人(metamorphic robotics)兩個大研究方向，但都存在缺陷，前者是多個無差別智能機器人配合完成任務，無法組合成一個整體系統(tǒng)，后者是本身就是一個整體，內(nèi)部各模塊缺乏靈活自主性。本文研究的正是為解決以上兩個缺陷而提出的具有自組織和自裝配功能的Swarm Robot

2、s多智能體機器人系統(tǒng)。 本文對Swarm Robots系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)進行了較為詳細的分析和研究。介紹了系統(tǒng)中單個智能體機器人S-Bot的機械結構，提出了切實可行的軟硬件設計方案。研究并改進了Leader-Follower隊形控制算法。設計從硬件功能模塊化擴展、決策系統(tǒng)靈活更新策略以適應任務需求變化、提高Leader-Follower隊形控制穩(wěn)定性方面進行了創(chuàng)新。 設計實現(xiàn)了功能模塊化擴展的硬件系統(tǒng)，包括基于ARM9的嵌

3、入式主控平臺和基于AVR單片機的擴展功能模塊。為將來進行異構式設計奠定了基礎。 采用自頂向下的混合式體系結構設計方法設計了機器人的嵌入式控制軟件系統(tǒng)。模塊化設計了Swarm Robots系統(tǒng)軟件架構。編程實現(xiàn)了IIC模塊、WiFi通訊模塊以及顏色視覺處理功能。采用Python腳本編寫了機器人的控制策略模塊以滿足靈活性需求。 改進了Leader-follower隊形控制算法，并基于Player/Stage平臺進行了改進后L