在結(jié)構(gòu)化環(huán)境中基于群體智能的多機(jī)器人地圖構(gòu)建.pdf

1、在結(jié)構(gòu)化環(huán)境中基于群體智能的多機(jī)器人地圖構(gòu)建在結(jié)構(gòu)化環(huán)境中基于群體智能的多機(jī)器人地圖構(gòu)建申請(qǐng)上海交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文申請(qǐng)上海交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文在結(jié)構(gòu)化環(huán)境中基于群體智能的多機(jī)器人地圖構(gòu)建在結(jié)構(gòu)化環(huán)境中基于群體智能的多機(jī)器人地圖構(gòu)建學(xué)校代碼：10248作者姓名：王寧學(xué)號(hào)：1080379106第一導(dǎo)師：梁阿磊第二導(dǎo)師：學(xué)科專業(yè)：軟件工程答辯日期：年月日學(xué)校代碼：10248作者姓名：王寧學(xué)號(hào)：1080379106第一導(dǎo)師：梁阿磊第二

2、導(dǎo)師：學(xué)科專業(yè)：軟件工程答辯日期：年月日上海交通大學(xué)軟件學(xué)院2010年12月上海交通大學(xué)軟件學(xué)院2010年12月在結(jié)構(gòu)化環(huán)境中基于群體智能的多機(jī)器人地圖構(gòu)建III在結(jié)構(gòu)化環(huán)境中基于群體智能的多機(jī)器人地圖構(gòu)建摘要在未知環(huán)境中地圖構(gòu)建是移動(dòng)機(jī)器人研究的一個(gè)重要課題，是近年來(lái)的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域，是移動(dòng)機(jī)器人在未知環(huán)境下實(shí)現(xiàn)自主的基礎(chǔ)是移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航、路徑規(guī)劃、避障的基礎(chǔ)。相對(duì)于單機(jī)器人，多機(jī)器人地圖構(gòu)建具有很多優(yōu)點(diǎn)，首先，多機(jī)器人能夠更加快速的完

3、成探索任務(wù)；其次，多機(jī)器人具有更好的擴(kuò)展性和魯棒性；最后，多機(jī)器人更加安全可靠，適用于廣闊、惡劣的復(fù)雜環(huán)境。然而，由于要與真實(shí)環(huán)境交互，多機(jī)器人地圖構(gòu)建面臨很多挑戰(zhàn)和困難。多機(jī)器人系統(tǒng)要比分布式系統(tǒng)更加復(fù)雜，需要根據(jù)環(huán)境和單個(gè)機(jī)器人能力制定一個(gè)合適的協(xié)作機(jī)制，通過(guò)機(jī)器人之間的配合完成任務(wù)，即協(xié)作問(wèn)題；其次，地圖信息是存儲(chǔ)在單個(gè)機(jī)器人身上的，需要將分布在機(jī)器人身上的地圖信息合并成一張完整的地圖，即信息集成問(wèn)題；再次，現(xiàn)在的多機(jī)器人地圖構(gòu)建

4、方法，幾乎都要求有個(gè)全局坐標(biāo)這一前提，這對(duì)硬件提出更高要求；最后，本文所用的機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通訊受限，能量有限，這就要求算法不易復(fù)雜。根據(jù)常識(shí)，人類在尋找目標(biāo)或旅游的過(guò)程中，并不需要準(zhǔn)確定位自己的方位，而是通過(guò)環(huán)境中某種特殊標(biāo)志物來(lái)達(dá)到粗略定位的目的。受此啟發(fā)，本文利用相鄰機(jī)器人采集的數(shù)據(jù)具有相似特征這一特性，通過(guò)相似特征統(tǒng)一機(jī)器人之間的坐標(biāo)，最終達(dá)到地圖融合的目的，在此過(guò)程中不依靠全局坐標(biāo)信息，完成地圖構(gòu)建任務(wù)。本文的主要貢獻(xiàn)包括：1