多移动机器人系统编队协调与控制研究

发布时间：2021-01-12 09:07

　　多机器人系统因其内在的分布式特征,在面对并行程度高、实时性强的复杂任务时相较单个机器人而言效率更高,已经逐步应用于军事侦查、货物搬运、自动化仓库等领域,具有很强的研究意义与广泛的应用前景。其中多机器人编队作为多机器人协调控制的基础,也是该领域中的一个热门研究方向。本文在前人研究的基础上,对多机器人编队控制算法和系统实现展开了研究,主要工作如下:1.介绍了多机器人系统的研究背景和意义,提出了多机器人编队控制的基本问题,阐述了目前多机器人编队控制的研究现状。2.针对多机器人编队队形形成的问题,提出了基于虚结构优化模型的队形规划方法,通过设计进化算法和分配方式优化得到机器人虚拟队形的相应节点;接着设计了一个简单的人工势场完成机器人到达对应节点形成队形的无碰运动。MATLAB仿真实验证明该方法可以使随机分布的机器人耗费最少能量快速形成目标队形。3.设计了基于群集控制律的机器人编队运动协调方法,其中包括平滑的人工势场函数保持机器人之间的期望距离,一致性协议完成机器人之间的速度匹配;在有障碍物的情况下,引入“虚拟机器人”的概念,模仿机器人之间的互动关系设计了机器人平滑避障的控制方法。仿真实验证明编... 

【文章来源】：安徽工业大学安徽省

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

自然界中的动物编队实例：鱼群、鸟群

多移动机器人系统编队协调与控制研究究多个机器人形成有序集体的控制方法。由于移动机器人系统与机械臂系统在控制方式上存在较大的差异，本文仅以移动机器人作为研究对象。移动机器人作为集环境感知、动态决策与规划、行为控制等功能于一体的综合系统，同时作为传感器、执行器等硬件的搭载平台，在多机器人系统的应用中最具普适性。其中，编队问题作为多机器人协作的典型问题，因其在军事、工程等领域中的巨大应用价值而引起了人们广泛的研究和关注。

多移动机器人系统编队协调与控制研究究多个机器人形成有序集体的控制方法。由于移动机器人系统与机械臂系统在控制方式上存在较大的差异，本文仅以移动机器人作为研究对象。移动机器人作为集环境感知、动态决策与规划、行为控制等功能于一体的综合系统，同时作为传感器、执行器等硬件的搭载平台，在多机器人系统的应用中最具普适性。其中，编队问题作为多机器人协作的典型问题，因其在军事、工程等领域中的巨大应用价值而引起了人们广泛的研究和关注。

【参考文献】：
期刊论文
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[3]灾难救援中应用多智能机器人群体编队研究[J]. 邹海洋,陈沙沙,邓利平.  软件导刊. 2016(02)
[4]我国工业机器人技术现状与产业化发展战略[J]. 王田苗,陶永.  机械工程学报. 2014(09)
[5]机器人技术研究进展[J]. 谭民,王硕.  自动化学报. 2013(07)
[6]多机械臂协调控制研究综述[J]. 甘亚辉,戴先中.  控制与决策. 2013(03)
[7]实时位置反馈的多机器人主从式编队控制[J]. 张明,严卫生,高剑.  火力与指挥控制. 2012(02)
[8]面向安保的多机器人协同系统研究与设计[J]. 李华雄,王永霞,杨丽.  制造业自动化. 2011(08)
[9]基于进化策略的拱坝体型优化设计[J]. 谢能刚,孙林松,方浩.  水利水运工程学报. 2006(01)
[10]移动机器人技术研究现状与未来[J]. 李磊,叶涛,谭民,陈细军.  机器人. 2002(05)

博士论文
[1]从组群到分群：自组织群集运动的理论建模与分析[D]. 雷小康.西北工业大学 2015
[2]多智能体系统的一致性及编队控制研究[D]. 范铭灿.华中科技大学 2015
[3]多移动机器人地图构建的方法研究[D]. 潘薇.中南大学 2009
[4]带领导者的多智能体系统中的一致性问题研究[D]. 彭科.上海交通大学 2009

硕士论文
[1]面向地—空机器人协同的SLAM技术研究及实验平台构建[D]. 张特.电子科技大学 2018
[2]多机器人的队形控制研究[D]. 张嘉衡.东华大学 2017
[3]基于多移动智能机器人编队控制任务的研究[D]. 陈毛倩.中原工学院 2015
[4]小麦精播机器人路径规划研究[D]. 邱燕.青岛理工大学 2011



本文编号：2972567