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《哈尔滨工业大学》 2007年
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多机器人协调作业策略研究

何威  
【摘要】: 多机器人协作与协调是机器人研究领域的一个重要课题。由于多机器人协作与协调可以完成单个机器人无法完成的工作,因此对于它的研究正受到越来越多的关注,有着广泛的应用前景。本论文以多移动机器人协作解决追捕—逃逸问题为背景,对多机器人协作问题中的系统体系结构、任务层的协作与协调、行为层的规划等几个方面进行了研究。 首先,论文研究并讨论了多机器人系统体系控制结构与通讯方式。在分析和研究了多智能体理论与多机器人协作与协调系统个体体系结构、系统控制结构与机器人交互方式的基础上,建立了一种三层控制系统模型与基于黑板系统的通讯方法。 其次,在对行为层规划的研究中,设计出一种在动态环境中基于模糊控制理论的追捕机器人捕捉目标机器人运动规划方法。该方法依据人类驾驶经验制定模糊规则,通过控制机器人的转角和速度,解决了追捕机器人快速捕捉目标机器人的问题。并采用基于行为的反应式控制结构,来实现追捕机器人在捕捉目标机器人过程中的行为融合输出。 再次,在对任务层规划的研究中,将多机器人追捕作业任务分解为:目标搜索,目标围捕,目标押运三个阶段性任务。面向目标搜索任务,采用模拟在封闭容器内气体分子的随机搜索方法;面向目标围捕任务,采用基于各追捕机器人的角色的可调leader的围捕算法及其局部优化算法,来完成目标围捕任务的分解与分配,并给出目标围捕的完成条件;目标押运任务其本质为一种多机器人编队任务,可采用基于leader的编队策略方法来完成目标押运任务。 最后,通过仿真实验实现了整个多机器人系统。进一步验证了各个算法的可行性与有效性,以及多机器人系统的鲁棒性。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TP242.6

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