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《哈尔滨工程大学》 2007年
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多机器人系统协调与控制研究

严勇杰  
【摘要】: 多机器人系统、多机器人协调协作的研究己成为机器人学研究中一个充满活力、具有良好应用前景的研究方向。针对多机器人系统体系结构、多机器人协调协作等基础理论开展研究是一项具有重要的理论和现实意义的工作。本文结合国家“211”建设项目“智能移动机器人系统”,对机器人运动的自主定位、多机器人系统的体系结构及多机器人协调规划等问题进行了系统的研究。 首先,分析了多机器人协调对机器人控制体系结构的要求,设计了一种改进的混合式体系结构,给出了行为管理、行为进程和行为决策的功能和设计方法。通过遗传模糊控制方法独立设计每一层行为,行为决策采用状态线性调整的方式,并结合实验室的机器人实验系统开发了该结构相应的应用软件。 其次,针对室内环境下的机器人定位问题,首先介绍了利用编码器进行推算定位的原理和算法,为了解决在长距离导航时带来的累积误差,利用超声波传感器在机器人移动过程中与已知路标的距离实现精确测量的前提下,通过卡尔曼滤波算法对测量数据进行融合,修正累积定位的误差。实验室开发了全景视觉系统,利用其视野宽阔的优势和室内环境的自然特征,实现了一种适用于室内环境的基于全景视觉的多路标定位方法,给出了基于全景图像中自然特征的位姿计算算法。 再次,对快速模拟退火算法进行了改进,并将改进的快速模拟退火算法与势场法相结合,解决了机器人在复杂环境下存在局部极小的问题。为了避免机器人之间的碰撞,采用一种新的危险度评估方法及危险度最高的机器人优先考虑的原则,通过基于规则的动态规划协调机器人之间的行为。提出了基于“注意力”策略的机器人行为综合决策方法,从行为角度实现了多机器人协调。 最后,为适应复杂任务和环境,采用马尔可夫对策论的方法实现多机器人强化学习,并结合MAXQ分层强化学习和Multi-agent的优点,提出了一种基于MAXQ的Multi-agent分层强化学习的多机器人协调方法,增强了机器人在复杂环境下适应环境和自协调的能力。 此外,在附录中对在研究过程中开发的多机器人仿真平台和移动机器人实验系统进行了简单介绍。仿真实验结果证明了各种算法的有效性。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TP242

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 夏琳琳;张健沛;初妍;;计算智能在移动机器人路径规划中的应用综述[J];智能系统学报;2011年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
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2 雷艳敏;多机器人系统的动态路径规划方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 郭祯;基于客户端的手机短信过滤系统的设计与实现[D];海南大学;2010年
2 杨开;多机器人协调运动控制系统[D];电子科技大学;2010年
3 杨晟;遥自主移动机器人关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王玉全;基于全景视觉的移动机器人同时定位与地图创建方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 刘凤鸣;重力梯度辅助导航定位技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王小旭;非线性SPKF滤波算法研究及其在组合导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 张涛;GPS/SINS超紧密组合导航系统的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 王龙金;零/低航速减摇鳍升力模型及系统控制策略研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
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7 朱怡;潜艇航行训练模拟器模型简化与参数优化研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 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
9 孙鹏飞;基于计算智能技术的蛋白质结构预测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 杨萌;非线性滤波及在惯导系统传递对准中应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 雷云云;基于被动式四足机器人的运动学及动力学分析[D];山东科技大学;2010年
2 岳海亮;信息论在粗糙集连续属性离散化中的应用[D];辽宁师范大学;2010年
3 郭凤华;基于卡尔曼滤波的高精度磷酸根离子分析仪的设计[D];郑州大学;2010年
4 明五一;液力变矩变速器自动换档控制技术研究[D];郑州大学;2010年
5 李翠云;基于PLC与模糊PID的混凝投药复合控制系统的研究[D];山东农业大学;2010年
6 郭静;光纤陀螺捷联系统运动基座对准方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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8 王博;全景视觉智能移动机器人固有环境定位[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 苑海静;船用MEMS航姿测量系统算法研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 孙光民;王晶;于光宇;李罡;许磊;;自然背景中交通标志的检测与识别[J];北京工业大学学报;2010年10期
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10 卓丽霞;朱小飞;;粒计算规则生成模型[J];重庆工学院学报(自然科学版);2008年09期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 欧阳淑丽;韩冰;贾鑫;刘颖;;多遥操作方式的网络遥操作机器人系统实现[A];第七届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张帆;全景视觉图像质量优化方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
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中国硕士学位论文全文数据库 前5条
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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6 王磊;孙增圻;;基于行为的对手意图识别与对策决策[A];2004中国机器人足球比赛暨学术研讨会论文集[C];2004年
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8 戴朝晖;吴敏;陈鑫;;利用队列控制实现多机器人合作搬运[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 善灵;清华一项目获教育部留学回国人员科研启动基金资助[N];科技日报;2007年
2 陈晓莉;造纸行业机器人通过验收[N];中国绿色时报;2011年
3 本报记者 祝蕾 通讯员 徐彦波;我国造纸业机器人包装搬运装备实现自主化[N];济南日报;2011年
4 本报记者 李蕾 本报实习生 张敏 刘沁;八大菜系,机器人“管家”全精通[N];解放日报;2009年
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1 王磊;动态对抗性环境下多机器人系统合作研究[D];清华大学;2005年
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3 祖丽楠;多机器人系统自主协作控制与强化学习研究[D];吉林大学;2006年
4 董炀斌;多机器人系统的协作研究[D];浙江大学;2006年
5 李淑琴;面向任务的多机器人系统的组织设计研究[D];南京理工大学;2005年
6 柳林;多机器人系统任务分配及编队控制研究[D];国防科学技术大学;2006年
7 刘亚波;异构多机器人系统协同技术研究[D];浙江大学;2011年
8 严勇杰;多机器人系统协调与控制研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
9 雷艳敏;多机器人系统的动态路径规划方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 部若谷;多机器人系统通信模块的设计与实现[D];上海交通大学;2008年
2 李根;矿井救援多机器人系统任务分配优化算法研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
3 金露;基于社区感知网络的多机器人系统Q-学习与运动控制研究[D];扬州大学;2013年
4 吴笑萍;一类多机器人系统任务分配方法的研究[D];南京理工大学;2012年
5 韩飞;基于多机器人系统的K近邻增强学习与运动控制[D];扬州大学;2012年
6 吴思思;分布式多机器人系统控制研究[D];华中科技大学;2006年
7 贾润亮;多机器人系统路径规划研究[D];太原理工大学;2008年
8 吴锋;多机器人系统路径规划方法研究[D];广东工业大学;2012年
9 汪浩杰;多机器人系统中围捕策略的研究[D];华中科技大学;2007年
10 孙晓辉;基于MAS的多机器人系统的研究与仿真[D];哈尔滨工程大学;2006年
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