基于局部傳感和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的多機(jī)器人編隊(duì)實(shí)現(xiàn).pdf

1、分布式的多機(jī)器人編隊(duì)協(xié)調(diào)是機(jī)器人研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。本文圍繞多機(jī)器人編隊(duì)控制問(wèn)題，對(duì)涉及的視覺(jué)傳感信息獲取和相互通信等關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行研究，提出了采用局部傳感和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信實(shí)現(xiàn)經(jīng)典跟隨領(lǐng)航者編隊(duì)控制的方法，并在中山大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院智能信息處理與人機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上驗(yàn)證。 論文的主要工作包括： 1)綜合國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究文獻(xiàn)，闡述了移動(dòng)機(jī)器人的研究發(fā)展現(xiàn)狀。詳細(xì)分析了多機(jī)器人系統(tǒng)以及編隊(duì)控制研究存在的難點(diǎn)問(wèn)題。

2、 2)對(duì)比分析了現(xiàn)有移動(dòng)機(jī)器人編隊(duì)控制的主要算法，包括跟隨領(lǐng)航者算法、基于行為算法和人工勢(shì)場(chǎng)法等。重點(diǎn)討論了基于局部傳感的分布式跟隨領(lǐng)航者算法。 3)探討了實(shí)現(xiàn)編隊(duì)控制的兩種重要感知數(shù)據(jù)獲取手段。一種方式是，跟隨者通過(guò)視覺(jué)傳感器獲取領(lǐng)航者相對(duì)角度信息；另一種方式是，跟隨者采用通信的方式向領(lǐng)航者詢問(wèn)其速度和姿態(tài)信息。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合跟隨領(lǐng)航者編隊(duì)控制方法，提出了基于局部傳感和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的機(jī)器人編隊(duì)實(shí)現(xiàn)策略。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信是一種

3、可靠的通信方式，可以彌補(bǔ)傳感器的感知能力不足和受環(huán)境影響而陷入盲區(qū)的問(wèn)題；而局部傳感能力可以減少協(xié)作所需的通信數(shù)據(jù)，從而降低通信代價(jià)。 4)結(jié)合HSV顏色模型的轉(zhuǎn)換和重心計(jì)算方法，實(shí)現(xiàn)了視覺(jué)傳感器對(duì)角度信息的快速提?。痪C合利用視覺(jué)傳感器、聲納傳感器、羅盤(pán)傳感器和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信獲取的信息，構(gòu)建跟隨者的反饋控制器。 5)對(duì)現(xiàn)有機(jī)器人平臺(tái)Voyager-Ⅱ進(jìn)行了擴(kuò)展，增添了視頻處理，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，編隊(duì)控制等新功能。在此基礎(chǔ)上對(duì)提出的