基于行為的多機器人隊形控制研究.pdf

1、近年來,隨著移動機器人的工作環(huán)境從結(jié)構(gòu)化的實驗室環(huán)境擴展到了非結(jié)構(gòu)化的一般環(huán)境中,機器人的控制方法也從預(yù)先規(guī)劃的方式逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闄C器人自主決策為主的智能控制方式。在未知環(huán)境下,單個移動機器人由于能量、功率、感知范圍的限制,有時難以完成復(fù)雜的工作任務(wù)。多移動機器人通過協(xié)同工作來彌補單移動機器人能力上的不足,從而完成目標(biāo)任務(wù)。隊形控制研究是多移動機器人協(xié)同的一個研究熱點,受到了越來越多的關(guān)注。
　　 本文旨在應(yīng)用基于行為法對多機器人隊

2、形控制進(jìn)行研究。主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　 首先,將多機器人系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)按照群體體系結(jié)構(gòu)和個體體系結(jié)構(gòu)分別討論。分析比較各種體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)成及優(yōu)缺點,提出采用分布式群體體系結(jié)構(gòu)和反應(yīng)式個體體系結(jié)構(gòu)作為本文研究中的多機器人系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。對典型多機器人研究平臺進(jìn)行了分析和比較,選用Teambots平臺作為本文的研究平臺。
　　 其次,闡述了多機器人隊形控制的基本問題。著重分析了三種隊形控制方法以及它們的優(yōu)缺點,應(yīng)用基

3、于行為法作為隊形控制的研究方法,并針對隊形控制任務(wù)設(shè)計了基于行為法的子行為:奔向目標(biāo)、躲避障礙物、圍繞障礙物、隨機擾動和保持隊形。
　　 最后,使用Teambots仿真平臺進(jìn)行了仿真實驗,包括單機器人導(dǎo)航仿真,靜態(tài)環(huán)境下多機器人隊形控制仿真,動態(tài)環(huán)境下多機器人隊形控制仿真,多機器人隊形變換仿真,并對實驗結(jié)果加以分析。針對單向鄰居參照點法隊形控制不穩(wěn)定的情況,采用雙向鄰居參照點法對控制算法進(jìn)行改進(jìn),根據(jù)運行時間對改進(jìn)的隊形控制算法