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《天津理工大学》 2012年
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基于行为的多机器人队形控制研究

庞毅  
【摘要】:近年来,随着移动机器人的工作环境从结构化的实验室环境扩展到了非结构化的一般环境中,机器人的控制方法也从预先规划的方式逐渐转变为机器人自主决策为主的智能控制方式。在未知环境下,单个移动机器人由于能量、功率、感知范围的限制,有时难以完成复杂的工作任务。多移动机器人通过协同工作来弥补单移动机器人能力上的不足,从而完成目标任务。队形控制研究是多移动机器人协同的一个研究热点,受到了越来越多的关注。 本文旨在应用基于行为法对多机器人队形控制进行研究。主要研究内容包括以下几个方面: 首先,将多机器人系统体系结构按照群体体系结构和个体体系结构分别讨论。分析比较各种体系结构的构成及优缺点,提出采用分布式群体体系结构和反应式个体体系结构作为本文研究中的多机器人系统体系结构。对典型多机器人研究平台进行了分析和比较,选用Teambots平台作为本文的研究平台。 其次,阐述了多机器人队形控制的基本问题。着重分析了三种队形控制方法以及它们的优缺点,应用基于行为法作为队形控制的研究方法,并针对队形控制任务设计了基于行为法的子行为:奔向目标、躲避障碍物、围绕障碍物、随机扰动和保持队形。 最后,使用Teambots仿真平台进行了仿真实验,包括单机器人导航仿真,静态环境下多机器人队形控制仿真,动态环境下多机器人队形控制仿真,多机器人队形变换仿真,并对实验结果加以分析。针对单向邻居参照点法队形控制不稳定的情况,采用双向邻居参照点法对控制算法进行改进,根据运行时间对改进的队形控制算法进行了评估,实验结果表明,改进的算法大幅提高了队形控制的稳定性与系统运行效率。同时,选用SRV1机器人对多机器人系统的无线通信进行了初步研究。
【学位授予单位】:天津理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TP242.6

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 赵忆文,谈大龙;多移动机器人合作系统中的单机控制体系结构研究[J];机器人;1999年06期
2 蔡自兴,周翔,李枚毅,雷鸣;基于功能/行为集成的自主式移动机器人进化控制体系结构[J];机器人;2000年03期
3 任孝平;蔡自兴;陈爱斌;;多移动机器人通信系统研究进展[J];控制与决策;2010年03期
4 吴孔逸;霍伟;;不确定移动机器人编队间接自适应模糊动力学控制[J];控制与决策;2010年12期
5 杨永明;田彦涛;陶军;尹香花;;基于社会势场的群体机器人聚集队形控制[J];系统仿真学报;2009年04期
6 张凯;;TCP/IP网络通信协议的实现与探讨[J];网络与信息;2008年09期
7 孙亮;张永强;乔世权;;多移动机器人通信技术综述[J];中国科技信息;2008年05期
8 杨甜甜;刘志远;陈虹;裴润;;移动机器人编队控制的现状与问题[J];智能系统学报;2007年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 纪兴;基于行为的多机器人体系结构研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张峰;王金超;陈雪波;;机器人队形控制中的二叉树方法[J];辽宁科技大学学报;2010年05期
2 吴思思;王敏;彭刚;杨涛;高健;黄心汉;;分布式多移动机器人系统中个体控制程序设计[J];兵工自动化;2006年04期
3 柴仲明;禹梅;刘舒;;基于遗传算法的机器鱼路径规划[J];兵工自动化;2010年11期
4 张毅;杨锐敏;王洲;刘欢;周光;;机器鱼的研究动态综述[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2007年05期
5 罗元;李艳乐;张毅;;基于分布式控制系统的多机器人地图构建[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2010年06期
6 雷艳敏;冯志彬;宋继红;;基于行为的多机器人编队控制的仿真研究[J];长春大学学报;2008年08期
7 何璇;郝群;宋勇;;一种移动无线视频传感器节点的覆盖算法[J];传感技术学报;2009年08期
8 李伟;康晓予;赵晓哲;;基于智能体技术的导弹飞行控制[J];弹道学报;2006年03期
9 李存利;焦国太;李晓晨;;基于行为的智能封锁雷编队控制研究[J];弹箭与制导学报;2008年03期
10 王必姣;徐德民;张福斌;高剑;;多AUV嵌入式控制结构的研究[J];弹箭与制导学报;2009年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王红;周越;;移动机器人的分层式运动规划方法研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 仲朝亮;刘士荣;吕强;;RobSim:一种多移动机器人仿真系统[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 付佳;王美玲;杨毅;周培德;;基于计算几何算法的多智能体快速编队[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
4 邢关生;邵岩;陈海永;孙鹤旭;;移动机器人网络运动协调的迭代式图生成方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
5 张超;王少萍;;自动导航模块控制系统设计[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
6 张毅;杨锐敏;;机器鱼的机动性研究[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅲ)[C];2008年
7 常健;吴成东;李斌;;移动机器人避障方法综述[A];第八届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2010年
8 王志良;解仑;陈工;孙维;王丽娟;;基于GA神经网络的两足机器人控制研究[A];第12届全国电气自动化与电控系统学术年会论文集[C];2004年
9 李小海;程君实;陈佳品;;基于行为的自主式微小型移动机器人智能化研究体系结构[A];2001年中国智能自动化会议论文集(上册)[C];2001年
10 崔连虎;卢惠民;季秀才;郑志强;;RoboCup中型组多机器人协作机制研究[A];2007年足球机器人大会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张子迎;多机器人协作及环境建模技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 王作为;具有认知能力的智能机器人行为学习方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 刘飞;四足机器人步态规划与平衡控制研究[D];中国科学技术大学;2010年
4 周巍;煤矿井下搜救探测机器人的路径规划及轨迹跟踪控制研究[D];太原理工大学;2011年
5 贾文川;四足机器人脑机协作导航与规划[D];华中科技大学;2011年
6 薛颂东;面向目标搜索的群机器人协调控制及其仿真研究[D];兰州理工大学;2009年
7 夏益民;基于传感器信息融合的移动机器人定位与地图创建研究[D];广东工业大学;2011年
8 陈学松;强化学习及其在机器人系统中的应用研究[D];广东工业大学;2011年
9 邵杰;基于学习分类器的多机器人路径规划关键技术研究[D];南京理工大学;2011年
10 陈雯柏;无线传感器网络中MIMO通信与移动机器人控制的算法研究[D];北京邮电大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何慧娟;基于多传感器的移动机器人障碍物检测与定位研究[D];安徽工程大学;2010年
2 张家飞;机器人群体协同任务规划与协调避碰[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 杜峰;某型机器人的路径规划方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 程朗;基于多测距仪的AUV三维避碰方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 尹继超;机器人遥操作中关键技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 周雅琴;集群机器人无线网络时间同步与定位技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 纪兴;基于行为的多机器人体系结构研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 包琳;大连海洋大学网络型多媒体教室的设计及相关通信协议的研究[D];大连海事大学;2010年
9 任红恩;自主式水下机器人的反应式行为决策控制算法与实现[D];中国海洋大学;2010年
10 姜新丽;基于强化学习的多机器人协作控制方法研究[D];沈阳理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 熊光明;龚建伟;段玉林;满益明;;基于行为优先与任务协调的多移动机器人遥操作[J];北京理工大学学报;2007年04期
2 靳洋;张毅;;基于无线Ad Hoc网络的多移动机器人系统[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2006年S1期
3 贾鹏;黄玉美;王效岳;樊炳辉;;基于行为的移动机器人避障系统的设计[J];传感器与微系统;2007年06期
4 吴涛,黄心汉,黄振宇;基于Linux的多移动机器人通信的原理与实现方法[J];电工技术杂志;2003年12期
5 龚静;薛德黔;;多移动机器人关键技术研究[J];福建电脑;2009年01期
6 赵欣;;浅析多机器人技术及发展[J];装备制造技术;2009年05期
7 葛志辉,李陶深;TCP/IP协议的脆弱性与相应的对策[J];信息技术;2004年08期
8 石桂芬,方华京;基于相邻矩阵的多机器人编队容错控制[J];华中科技大学学报(自然科学版);2005年03期
9 任孝平;蔡自兴;;基于移动自组网的多移动机器人远程监控[J];华中科技大学学报(自然科学版);2008年S1期
10 谢云,杨宜民;基于CSMA/CA的自主足球机器人通信子系统设计与实现[J];机床与液压;2005年03期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 刘淑华;复杂动态环境下多机器人的运动协调研究[D];吉林大学;2005年
2 程磊;多移动机器人协调控制系统的研究与实现[D];华中科技大学;2005年
3 李寿涛;基于行为的智能体避障控制以及动态协作方法研究[D];吉林大学;2007年
4 冯伟兴;群体机器人的运动行为基础研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
5 陈世明;基于局部信息的若干群体行为研究[D];华中科技大学;2006年
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1 吴艳光;嵌入式TCP/IP协议栈设计方法的研究[D];太原理工大学;2004年
2 张凯;基于多智能体的机器人系统通信技术的研究[D];南京理工大学;2004年
3 胡海;嵌入式TCP/IP协议栈研究与实现[D];西南交通大学;2005年
4 梅昊;群体机器人系统协同适应性研究[D];吉林大学;2007年
5 边鹏飞;基于行为的移动机器人智能避障系统研究[D];武汉理工大学;2009年
【相似文献】
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1 李强;刘国栋;;基于行为的机器人自适应队形控制[J];计算机系统应用;2011年04期
2 安刚,马宏鹏,王孝喜,卢桂章;多机器人系统研发平台的功能、结构与实现[J];自动化与仪表;2001年01期
3 朱枫,谈大龙;基于初等运动的多机器人避碰及死锁预防[J];计算机学报;2001年12期
4 赵杰,高胜,闫继宏,高永生,蔡鹤皋;基于虚拟向导的多操作者多机器人遥操作系统[J];哈尔滨工业大学学报;2005年01期
5 武斐;协调多机器人操作手的研究——专家意见综述[J];控制理论与应用;1988年02期
6 战强,王树国,陈在礼;世界多机器人技术的研究现状[J];机器人技术与应用;1999年02期
7 张卫星,陈卫东,秦志强;一个多机器人制造系统的设计与实现[J];机器人;2003年05期
8 曾华;刘正权;;BP神经网络控制的多机器人运动规划[J];恩施职业技术学院学报(综合版);2004年03期
9 王一可,席裕庚;一种多移动机器人的分布式滚动路径规划算法[J];微型电脑应用;2004年11期
10 宋一然;;基于强化学习的多机器人路径规划方法[J];莆田学院学报;2006年02期
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1 王磊;孙增圻;;基于意图识别的多机器人动态联合协作模型1[A];2005年中国智能自动化会议论文集[C];2005年
2 吴山东;陈一民;;基于分布式计算技术的多机器人控制软件体系研究[A];2003年中国智能自动化会议论文集(上册)[C];2003年
3 黄闪;谈大龙;;基于多智能体的多机器人分布自主协调控制方法的研究[A];1996年中国智能自动化学术会议论文集(下册)[C];1996年
4 孟正大;郝立;纪晨;;多机器人汽车焊接生产线离线编程系统设计[A];第12届全国电气自动化与电控系统学术年会论文集[C];2004年
5 侯瑞丽;李一平;;基于跟随领航者法的多UUV队形控制方法研究[A];2007'仪表,自动化及先进集成技术大会论文集(二)[C];2007年
6 熊举峰;谭冠政;皮剑;;群机器人队形控制仿真系统设计[A];2007系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2007年
7 彭星光;徐德民;高晓光;;基于粒子滤波的动态遗传算法求解UCAV队形控制问题[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 郭戈;王燕;王伟;;一种多机器人协作方法[A];第二十届中国控制会议论文集(下)[C];2001年
9 白文峰;;足球机器人系统运动学模型研究[A];马斯特杯2003年中国机器人大赛及研讨会论文集[C];2003年
10 韩翃;康凤举;王圣洁;姚林海;;多UUV编队队形控制仿真智能决策技术研究[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 刘莉莉;日本:一年开发这么多机器人,到底谁称王?[N];新华每日电讯;2007年
2 本报记者 高博;丁希仑:快乐“机器人”[N];科技日报;2007年
3 金陵;南京留学生三成已回国 医院和学校是主要落脚点[N];人民日报海外版;2006年
4 本报记者 张奇锋;救援机器人——“戴着镣铐在跳舞”[N];广东科技报;2011年
5 记者 王南方 通讯员 罗峰 刘金强;东风本田12万辆扩产工程年底完成[N];长江日报;2005年
6 特约记者 杨保国;中国科大“蓝鹰”称雄机器人世界杯[N];大众科技报;2007年
7 本报记者 李涛;东风日产 后发制人[N];河南日报;2006年
8 石松;中国机器人足球的开拓者[N];科技日报;2006年
9 徐驰 新华社特稿;家用机器人,进入寻常百姓家[N];新华每日电讯;2004年
10 郭明波;来自蝙蝠的启发[N];北京科技报;2001年
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1 李相鹏;连通性约束的多机器人集合及导航[D];中国科学技术大学;2011年
2 宋伟科;基于多机器人的开放式智能控制系统关键技术研究与开发[D];天津大学;2012年
3 李飞;湍动气流主控环境下多机器人气味源定位[D];天津大学;2009年
4 李珺;基于强化学习的多机器人追捕问题研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 仲宇;分布式强化学习理论及在多机器人中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
6 余伶俐;基于群智能的移动机器人任务规划与故障诊断研究[D];中南大学;2010年
7 邵杰;基于学习分类器的多机器人路径规划关键技术研究[D];南京理工大学;2011年
8 刘淑华;复杂动态环境下多机器人的运动协调研究[D];吉林大学;2005年
9 杨永明;群体机器人系统协同行为研究[D];吉林大学;2009年
10 孙太任;机器人对环境边界的跟踪控制[D];华南理工大学;2011年
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1 庞毅;基于行为的多机器人队形控制研究[D];天津理工大学;2012年
2 王坤;多机器人控制及其虚拟仿真[D];西安电子科技大学;2010年
3 郭宇;基于拍卖的智能仓库系统多机器人任务分配方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 阎朝;一种基于扩频技术的多机器人通信平台的研究[D];北京邮电大学;2010年
5 徐文霞;面向复杂环境的多机器人多模态群集运动系统研究[D];武汉科技大学;2012年
6 杨卫星;多机器人烟羽跟踪算法实验研究[D];天津大学;2010年
7 陈腾峰;基于机器学习的多机器人避碰研究[D];沈阳工业大学;2012年
8 闫慈;基于强化学习的多机器人气味源搜索[D];天津大学;2012年
9 绪华兴;基于群体智能计算方式的多机器人图形构造算法的研究[D];上海交通大学;2010年
10 沙丽娟;基于离散事件系统的多机器人搜索策略研究[D];齐齐哈尔大学;2012年
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