基于复杂网络特性的分布式协同决策方法的研究

发布时间：2021-04-03 01:41

　　面向未来协同的大规模机器人系统是当前多智能体系统的研究热点,包括很多极具吸引力的应用,例如:无人机集群协同控制,城市灾难救援机器人系统等。在这些应用系统的设计研究中,一个核心关键技术瓶颈在于构建适用于以上场景体系化的多机器人协同决策算法,该算法既能基于多机器人系统动态开放式的自组织网络系统架构,又能求解多机器人协同需要解决的多层次无中心式决策任务,然而相关文献已证明即使仅解决部分协同问题的无中心式多智能体联合决策问题已经是 NEXP-COMPLETE。本论文致力于通过引入人类社会已经证明可行有效的复杂网络特性研究,能够有效地针对大规模多机器人系统无中心式协同决策问题,在不同的协同决策层面构建启发式算法,形成基于复杂网络特性分析的多机器人协同决策系统的研究,主要进行了如下系统性的工作:（1）由于人类社会可以抽象成一个更为复杂的协同决策系统,本文展开了对人类社会协同所依赖的复杂网络特性进行分析,根据多机器人系统与人类社会系统的相似性,总结了具备对未来大规模多机器人协同启发式决策形成较大影响的复杂网络特征,例如度分布特性、网络半径与聚类系数等。（2）本文针对大规模多机器人系统协同决策需求进行... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：148 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－１大规模多机器人系统的典型应用环境??

多机器人系统的技术发展也催生出了更高的应用技术需求，多数应用场景需??要一定规模数量的异构型机器人通过相互间的协同合作，来完成较为复杂的任务。??例如一个具体的大规模多机器人系统应用于城市灾难和救援，如图１－２所示。??２??

完成任务为目标《系统的组织结构需要灵活面对随机出现的任务。根据多机器人??系统分布式协同问题的三要素来看，多机器人系统从协同层面构成了?ｓ．个层面的??交互，因此本文总结出面向大规模多机器人协同交互体系架构如图１－３所示，多机??器人系统在三个层面上产生协同决策问题。首先是数据分发层面，在多机器人系??统物理层网络上需要机器人进行组网的相关决策以及网络中的数据转发决策，以??完成高效的组网策略和数据转发策略。其次是信息共享层面，机器人要进行智能??的德息交互共季抉策，高效地将信息资源发送给可能需要的机器人，以提高和优??化单个机器人的决策。最上层是任务规划层面。任务分解为一系列由机器人提供??的服务后＊由于每个机器人提供的服务不同，服务之间存在着釣束和限制，需要??机器人间进行服务调度决策ａ高效完成任务。因此，多机器人系统的分布式协周??决策问题可以划分为任务规划、信息共享、数据分发３个层面的决策问题。在三??个层面的决策问题中，又体现出不同的网络化性质。数据分发在多机器人系统物??理层面上进行


本文编号：3116361