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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

【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
1 李科;移动机器人全景视觉归航技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
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3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
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郝颖明,董再励,朱枫,魏芳;路标定位中的优化选择策略[J];高技术通讯;2001年08期
2 郭圣权,李杰;车辆兵器GPS/DR/DM组合导航系统的研究[J];火力与指挥控制;2002年05期
3 高阳,周志华,何佳洲,陈世福;基于Markov对策的多Agent强化学习模型及算法研究[J];计算机研究与发展;2000年03期
4 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
5 李实,徐旭明,叶榛,孙增圻;国际机器人足球比赛及其相关技术[J];机器人;2000年05期
6 董胜龙,陈卫东,席裕庚;多移动机器人编队的分布式控制系统[J];机器人;2000年06期
7 童峰,许天增;一种移动机器人超声波导航系统[J];机器人;2002年01期
8 刘国栋,谢宏斌,李春光;动态环境中基于遗传算法的移动机器人路径规划的方法[J];机器人;2003年04期
9 顾国昌,仲宇,张汝波;一种新的多智能体强化学习算法及其在多机器人协作任务中的应用[J];机器人;2003年04期
10 王越超,谈大龙;协作机器人学的研究现状与发展[J];机器人;1998年01期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 李玉榕;信息融合与智能处理的研究[D];浙江大学;2001年
2 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
3 席志红;全方位视觉技术及其在智能移动机器人等领域的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 乔志杰;程翠翠;;基于遗传算法优化的模糊PID控制研究及其仿真[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2009年03期
2 王永梅;胡学钢;;决策树中ID3算法的研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2011年03期
3 陈跃东,郎朗;用FUZZY-PID控制器实现控制参数的自整定[J];安徽工程科技学院学报;2002年03期
4 叶明全;;数据挖掘在医疗数据中的应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2007年03期
5 贾泽露;;基于GIS与SDM集成的农用地定级专家系统[J];安徽农业科学;2008年14期
6 蔡丽艳;冯宪彬;丁蕊;;基于决策树的农户小额贷款信用评估模型研究[J];安徽农业科学;2011年02期
7 赵静娴;;基于决策树的食品安全评估研究[J];安徽农业科学;2011年32期
8 王斌;;基于聚类的决策树在玉米种质筛选中的应用[J];安徽农业科学;2011年33期
9 陈文;基于决策树的入侵检测的实现[J];安徽技术师范学院学报;2005年05期
10 覃爱明,胡昌振,谭惠民;网络攻击检测中的机器学习方法综述[J];安全与环境学报;2001年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 叶红云;倪志伟;陈恩红;;一种混合型集成学习演化决策树算法[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
2 李春进;李明峰;常小林;;基于卡尔曼滤波的公路施工控制点稳定性分析[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
3 刘杰;何云峰;史自强;赵文君;;基于模糊自整定PID参数的冷库温湿度控制[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十七届学术交流大会暨第八届理事会第一次全会论文集[C];2011年
4 陈泰任;曹卫华;吴敏;雷琪;;一种新的集成模型在焦炉火道温度软测量中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 ;Reinforcement Strategy Using Quantum Amplitude Amplification for Robot Learning[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 杨晓霞;黄一;;外场标定条件下捷联惯导系统误差状态可观测性分析[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 张亚崇;;容错导航技术及其在INS/GPS/Doppler组合导航系统中的应用研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 毛剑琳;向凤红;冯丽辉;;一种改进的IEEE802.15.4自适应实时带宽分配策略[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 马丽;刘惟一;;多个交通路口调度博弈模型及其均衡求解的增强学习算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
10 ;Complexity Analysis of Quantum Reinforcement Learning[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
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
6 丁继成;弱信号条件下GPS接收机关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
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
7 张斌;基于MIMU的捷联惯性导航系统数据采集与处理技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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
10 马汉增;微惯性组合惯导系统技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄登斌;胡伟文;;一种基于粗集理论的直方图均衡化方法[J];兵工自动化;2010年09期
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
3 苏治宝,陆际联;用模糊逻辑法对移动机器人进行路径规划的研究[J];北京理工大学学报;2003年03期
4 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
5 雷艳敏;冯志彬;;改进的势场栅格法在机器人路径规划中的应用[J];长春大学学报;2009年02期
6 刘洋;曹津宁;刘昊;秦玉平;;基于贝叶斯方法的垃圾邮件处理模型研究[J];长春工程学院学报(自然科学版);2007年03期
7 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
8 潘琛;杜培军;张海荣;;决策树分类法及其在遥感图像处理中的应用[J];测绘科学;2008年01期
9 葛浩;袁万莲;;基于核属性的决策树构造算法研究[J];滁州学院学报;2008年06期
10 吴伟;刘兴刚;王忠实;徐心和;;多传感器融合实现机器人精确定位[J];东北大学学报(自然科学版);2007年02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
2 李晓磊;一种新型的智能优化方法-人工鱼群算法[D];浙江大学;2003年
3 张丽平;粒子群优化算法的理论及实践[D];浙江大学;2005年
4 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
5 雷开友;粒子群算法及其应用研究[D];西南大学;2006年
6 陈余庆;多移动机器人的协作运动控制研究[D];大连理工大学;2006年
7 孟宪松;多水下机器人系统合作与协调技术研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
8 史美萍;基于人机协同的月球车路径规划技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
9 王璐;未知环境中移动机器人视觉环境建模与定位研究[D];中南大学;2007年
10 钱铁云;关联文本分类关键技术研究[D];华中科技大学;2006年
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
2 张青;决策树分类算法的研究与改进[D];郑州大学;2002年
3 孙超利;数据挖掘决策树方法的研究与应用[D];河海大学;2003年
4 杜春红;基于主动视觉机器人行为控制技术研究[D];河北工业大学;2004年
5 马哲;垃圾邮件过滤系统的研究与实现[D];浙江大学;2005年
6 张辉;数据挖掘技术及其在公安工作中的应用研究[D];山东师范大学;2004年
7 刘宇;基于数据仓库和数据挖掘的电力调度辅助决策[D];华北电力大学(河北);2005年
8 徐晓东;移动机器人几何—拓扑混合地图构建及定位研究[D];大连理工大学;2005年
9 程传鹏;基于分类的智能信息检索研究与实现[D];云南师范大学;2005年
10 温素芳;基于模糊控制的移动机器人动态避碰的研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 刘奇;宋凯;张世平;王祁;;基于目标向量的非全向测距机器人路径规划[J];电子测量技术;2012年05期
2 任福君;张秀华;姜永成;孙忠伟;;改进UKF算法在移动机器人定位系统中的应用[J];哈尔滨工程大学学报;2012年10期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 兰里;自动丝网印刷机硬件设计与驱动开发[D];华南理工大学;2012年
2 左婷;基于Petri网的可重入生产系统调度问题研究[D];燕山大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王小平,王彦芳,李夏青;非介入式智能超声波流量计[J];半导体技术;2000年05期
2 张飞舟,Basharat Mahmood Khawaja,范跃祖,孙先仿;GPS/INU/DM组合定位导航技术在ITS中的应用[J];北京航空航天大学学报;2000年03期
3 李春贵,吴沧浦,刘永信;一种集成规划的SARSA(λ)强化学习算法[J];北京理工大学学报;2002年03期
4 陈华根,吴健生,王家林;改进的重力模拟退火反演研究[J];吉林大学学报(地球科学版);2002年03期
5 徐爱功,刘经南;车辆自动定位导航系统的基本模式与技术问题[J];测绘通报;1996年04期
6 张雨,温熙森;设备故障信息融合问题的思考[J];长沙交通学院学报;1999年02期
7 张昱,刘庚峰,陆建华;突发信道下无线ATM的前向差错控制方案[J];电讯技术;2002年05期
8 庞之浩;美欧掀起火星探测新热潮[J];导弹与航天运载技术;2004年02期
9 马明山,朱绍文,何克忠,李相伟;室外移动机器人定位技术研究[J];电工技术学报;1998年02期
10 师学明,王家映;一维层状介质大地电磁模拟退火反演法[J];地球科学;1998年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 许辉;智能移动机器人视觉处理及自主导航方法研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
2 陈利红;机器人视觉系统的研究与开发[D];浙江大学;2003年
3 何超;机器人视觉系统中的图像分割与目标检测[D];浙江大学;2003年
4 邓秀娟;机器人视觉中基于轮廓提取的模板匹配算法研究[D];大连铁道学院;2003年
5 丛森;基于DSP的图像采集处理系统[D];沈阳工业大学;2003年
6 林杨;基于DSP的图像采集和处理系统[D];南京理工大学;2004年
7 王亮;智能移动机器人定位技术研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
8 左艳军;突发信道中ATM无线连接的性能分析及其改善[D];哈尔滨工程大学;2004年
9 刘飞;JPEG2000压缩算法的研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2005年
【相似文献】
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1 姚俊武;黄丛生;;多机器人系统协调协作控制技术综述[J];黄石理工学院学报;2007年06期
2 冯福生;赵振民;;多机器人队行控制的研究方法[J];煤炭技术;2008年06期
3 赵欣;;浅析多机器人技术及发展[J];装备制造技术;2009年05期
4 段清娟,王润孝,冯华山,吴旭华;多自主移动机器人系统研究与发展[J];制造业自动化;2004年11期
5 王越超,谈大龙;协作机器人学的研究现状与发展[J];机器人;1998年01期
6 雷艳敏;朱齐丹;冯志彬;;基于混合式控制结构的多机器人编队控制研究[J];计算机工程与应用;2010年11期
7 姜健;闫继宏;臧希喆;赵杰;;基于交哺行为的多机器人任务一致性保持[J];计算机工程与应用;2008年26期
8 江金龙;张文栓;董通;陈国华;;多机器人半实物仿真系统的研究与实现[J];计算机仿真;2009年04期
9 蔡慧玲;刘博;;异构多机器人环境下的二进制翻译系统[J];微型电脑应用;2010年02期
10 王越超,谈大龙,黄闪,栾天,赵忆文;一个多智能体机器人协作装配系统[J];高技术通讯;1998年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王宇;程小辉;;基于移动agent虚拟仪器系统体系结构研究[A];第三届全国虚拟仪器大会论文集[C];2008年
2 徐海;韩宇;孙永兵;韦水生;邓庆绪;于戈;;基于软硬件联合设计的嵌入式实时数据库体系结构[A];第二十二届中国数据库学术会议论文集(技术报告篇)[C];2005年
3 萧蕴诗;武广;徐立鸿;;复杂信息系统集成方法及其在智能建筑中的应用研究[A];1998中国控制与决策学术年会论文集[C];1998年
4 魏定国;;试论企业级数据传输体系结构[A];1998中国控制与决策学术年会论文集[C];1998年
5 董永贵;董恩生;贾惠波;;生物启发仪器的体系结构及实现技术[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年
6 苗宇;程荫杭;张超;;室外自主轮式移动机器人的发展及关键技术[A];可持续发展的中国交通——2005全国博士生学术论坛(交通运输工程学科)论文集(下册)[C];2005年
7 刘仲英;胡衍强;胡斌;;物流公共信息平台的体系结构研究[A];第11届海峡两岸信息管理发展策略研讨会论文集[C];2005年
8 李劲;;综合射频传感器的开放式系统结构[A];中国雷达行业协会航空电子分会暨四川省电子学会航空航天专委会学术交流会论文集[C];2005年
9 王瑜;孟涛;相敬林;夏靖波;;一种应用于Ad hoc网络管理的分簇算法[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(下)[C];2005年
10 蔡京平;贾云得;;星球探测机器人分布式计算系统体系结构研究[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第一届学术会议论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 四川 陈路;浅谈网格的典型体系结构[N];电子报;2008年
2 ;电联关注面向用户基于业务的体系结构[N];人民邮电;2001年
3 安烨;企业门户的特点及体系结构[N];网络世界;2001年
4 ;诠释智能理念 奠基存储未来[N];计算机世界;2003年
5 刘钝;我国研究成果对新一代互联网体系结构产生重大影响[N];大众科技报;2007年
6 ;思科演示IP网络体系结构[N];中国电子报;2000年
7 ;新砖瓦精装新数据中心[N];网络世界;2006年
8 彭芳;更新ASIC体系结构[N];中国计算机报;2001年
9 李贵林;瑞星:网络杀毒取决于体系结构[N];计算机世界;2002年
10 憨墨;构画20世纪出版学的体系结构[N];中华读书报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 孟宪松;多水下机器人系统合作与协调技术研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
3 王醒策;基于强化学习和群集智能方法的多机器人协作协调研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
4 崔益安;多机器人协同覆盖技术研究[D];中南大学;2008年
5 段清娟;基于任务划分的多机器人协调与跟踪控制研究[D];西北工业大学;2006年
6 李治军;美韩同盟与东亚安全:一种结构主义理论的分析[D];复旦大学;2008年
7 杨建宇;基于组件的分布式地理信息服务研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2005年
8 董艇舰;基于开放结构数控系统引导型二次开发仿真平台构建研究[D];天津大学;2005年
9 耿文莉;中国林产工业企业管理信息化问题研究[D];东北林业大学;2007年
10 夏绪辉;逆向供应链的体系结构及其物流关键技术研究[D];重庆大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 杨柳;未知环境下的多机器人协调合作的研究[D];华北电力大学(北京);2009年
3 李钦鹏;基于行为和学习机制的多机器人协作策略研究[D];南京理工大学;2008年
4 冯睿;基于蚁群算法的多机器人协作机制研究[D];西北大学;2011年
5 田献军;多机器人体系结构与轨迹跟踪的研究[D];武汉理工大学;2009年
6 马斌奇;多机器人协作与控制策略研究[D];西安电子科技大学;2009年
7 翟兴明;Robocup中型机器人系统及多机器人协作研究[D];同济大学;2007年
8 钟贤坤;基于自由市场机制的多机器人探索仿真[D];北京交通大学;2007年
9 米文龙;多机器人协调避碰与任务协作研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
10 何威;多机器人协调作业策略研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
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