多機器人路徑規(guī)劃與協(xié)作作業(yè)設計及應用研究.pdf

1、在各種試探性應用中，人們發(fā)現(xiàn):對于復雜的環(huán)境、交錯的作業(yè)任務，單體機器人有時顯得力不從心。于是，同時運用多個單體機器人，通過多機器人之間的分工協(xié)作來完成任務的思路開始出現(xiàn)。
　　相比于單體機器人，多機器人的協(xié)作具有諸多明顯的優(yōu)勢:第一，多個機器人在任務執(zhí)行過程中可以分布式排列，增大作業(yè)空間和覆蓋范圍;第二，多個機器人可以實現(xiàn)并行方式的作業(yè)，加快任務的完成速度;第三，多個機器人之間可以實現(xiàn)信息通信，建立局部到全局的信息網(wǎng)絡;第四，多

2、個機器人之間的協(xié)同配合，有利于完成大型的復雜任務。
　　本文針對多機器人協(xié)作這一問題展開研究，開展得具體工作如下:
　　第一，深入分析了基于人工勢場法的機器人路徑規(guī)劃策略，明確了其存在兩個問題:目標不可達問題，容易陷入局部極小陷阱問題。針對這兩個問題進行了改進，對斥力場函數(shù)進行修正，增加各機器人之間的信息交流，進而提出了改進人工勢場法模型，有效地解決了多機器人的路徑規(guī)劃問題。
　　第二，從齊次變換、旋轉變換的空間位置關

3、系的基本理論出發(fā)，對機器人正運動學、機器人逆運動學等理論進行了深入的分析。在此基礎上，分析了三自由度機器人，構建了其雅可比矩陣，并對其末端進行了作業(yè)軌跡規(guī)劃分析，得出了其過渡時間、加速度曲線、速度曲線、位移曲線，為后續(xù)的多機器人協(xié)作作業(yè)奠定了運動學基礎。
　　第三，在機器人路徑規(guī)劃、機器人運動學分析、機器人作業(yè)軌跡規(guī)劃等研究的基礎上，對多機器人的協(xié)作作業(yè)進行了仿真實驗研究。搭建多機器人協(xié)作平臺，完成重物抓取和重物搬運等仿真試驗，驗