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《武汉理工大学》 2013年
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多搜救机器人协作搜索及路径规划研究

房伟  
【摘要】:机器人技术的发展得益于计算机、自动控制、电子信息技术、人工智能等理论及技术的发展与进步,同时机器人技术又促进了这些学科的交叉应用。机器人最初被应用于工业领域,如汽车生产自动线的喷涂、焊接、装配等,且由单个机器人工作延伸为群体机器人协作工作。随着社会的进步,机器人的应用范围也不断扩大,尤其是近年来自然灾害的频繁发生,搜救机器人已经被广泛应用于灾难后幸存者的搜救工作中。 以城市灾难后的搜救环境为背景,以多个机器人组成的搜救系统为研究对象,以多机器人协作理论和多智能体理论为指导,提出了基于多传感器融合的机器人搜索区域的路径规划策略。在多机器人协作的问题上,结合买卖理论,以实现多机器人协作的最优效率为目的,提出了多机器人协作搜索的策略,并进行了仿真及实验验证。论文的具体研究工作如下: 首先,基于Agent概念建立了搜救机器人的协作模型,设计了机器人的结构以及硬件控制系统,并分析控制系统中的各模块的功能,提出了基于无线传感网络的多机器人通信方式。根据机器人在搜救区域的搜索为目的,结合搜救机器人在搜索过程中的避障特点,提出了一种基于多传感器融合方法的机器人路径规划策略。 其次,在分析多Agent系统的体系结构及通信机制的基础上,结合多机器人协作搜索的特点,设计了多机器人协作模型,根据买卖理论,提出了多机器人协作搜索的协作策略,以达到搜救效率最优。 最后,在理论研究的基础上,针对单个机器人的路径规划及多机器人的协作,设计开发出仿真平台,搭建了支持多机器人实体搜救任务的物理实验环境,通过仿真及实验分析,验证了多机器人协作的有效性。 论文中提出的搜救机器人的路径规划及多机器人的协作搜索策略,对多机器人系统研究工作具有一定的参考价值,为实现灾难后搜救现场的多机器人的协作提供了一种新思路。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TP242

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