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《华中师范大学》 2006年
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ROBOCUP小型组比赛中多机器人合作研究

姬朝阳  
【摘要】: 多机器人合作是多机器人系统研究的核心问题。多机器人的合作是指若干机器人按照一定的原则组织在一起,通过完成各自分配的子任务,来实现难以由单个机器人完成的任务。在动态对抗性环境中,根据对手行为,己方机器人通过合作,实时准确的采取相应对策,是战胜对手的必要条件,而对手意图识别则是实现这一过程的关键。 针对这些问题,本文采用了基于对手意图识别的多机器人动态联合合作方法。其中,建立了动态联合的多机器人系统的体系结构,给出了任务分配的综合评价算法和对手意图识别的两次估计算法。 动态联合是一种全局分布而局部集中,以利益驱动的多机器人系统体系结构。在多机器人系统中,首先产生一个任务主管,其负责把目标任务分解成若干阶段任务,并针对其中的某一阶段任务,由若干机器人组成一个动态联合来负责完成。该联合先产生一个联合主管,负责把这一阶段任务分解成若干个可由单机器人完成的子任务,然后联合主管再把每一项子任务分配给一个机器人来完成,从而得以目标任务的实现。 任务分配采用先选举后谈判的方法。任务分配综合评价算法通过机器人的综合评价值,先评价其执行任务的能力,然后再和具有最高评价值的机器人进行一对一谈判,从而确定能够完成任务的理想个体。并可以针对不同的全局最优目标,相应地调整评价体系的权重向量,从而获得最佳的分配方案。 在识别对手意图时,首先根据当前对手机器人的行为估计其行为序列,再由行为序列估计其意图,并通过学习加强估计。根据意图识别的结果,己方机器人作出对环境的动态反应,产生突发任务并执行,从而实现基于对手意图识别的多机器人动态联合合作。 最后,本文借助于图形化编程工具,以RoboCup小型组机器人足球比赛为试验平台,仿真验证了在RoboCup小型组机器人足球系统中多机器人合作方法的可行性和有效性。
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