基于Hoplites框架的多机器人分布式任务分配研究

发布时间：2023-04-02 09:45

　　在工业领域,服务领域,医疗领域以及搜救领域,机器人都有着广泛的应用前景。机器人可以代替人类去完成一些枯燥的、危险性极大的甚至是一些人类不可能完成的任务。虽然机器人的能力已经十分强大,可是仍然有很多复杂的任务和场景,单个机器人是无法完成或者完成效率极低的。这时候就需要多个机器人合作来共同执行任务。多个机器人在共同工作时,协作、互补地来合理完成所有的任务是很必要的。因此,高效并且鲁棒的多机器人任务分配方法就显得至关重要。多机器人任务分配方法主要分为集中式、分布式以及混合式分配方法。集中式方法具有容错性低的缺点。目前应用最广泛的是分布式多机器人任务分配方法。分布式方法容错性高,机器人之间依赖程度小,Hoplites框架就是一种分布式的多机器人任务分配框架。本文首先对Hoplites框架的容错性进行了研究,经过多次的实验发现,容错性对于多机器人团队来说是至关重要的,如果任务分配算法的容错性不高,可能会导致整个团队任务执行的失败。因此本文设计了多机器人的动态优先级队列轮转机制以及超时重规划机制,大大地提高了多机器人团队的容错性。其次,本文设计了基于Hoplites框架的阈值自校准机制和阈值共享机...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
        1.1.1 课题研究的背景
        1.1.2 课题研究的意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 多机器人任务分配方法研究现状
        1.2.2 带有通信距离限制的MRTA问题研究现状
    1.3 本文研究内容
    1.4 本文组织结构
第二章 问题建模及框架概述
    2.1 问题建模
    2.2 MRTA问题分类
    2.3 Hoplites框架概述
        2.3.1 被动协同机制
        2.3.2 主动协同机制
    2.4 本章小结
第三章 基于Hoplites框架的容错性研究
    3.1 引言
    3.2 问题描述
    3.3 动态优先级队列
    3.4 超时重规划机制
    3.5 仿真实验
        3.5.1 场景设置
        3.5.2 实验结果
    3.6 本章小结
第四章 基于Hoplites框架的自适应性研究
    4.1 引言
    4.2 问题描述
    4.3 阈值自校准机制
    4.4 阈值共享机制
    4.5 仿真实验
        4.5.1 应用场景
        4.5.2 实验结果
    4.6 本章小结
第五章 多无人潜航器任务分配研究
    5.1 引言
    5.2 问题描述
    5.3 通信保持利润
    5.4 通信中继任务节点
    5.5 仿真实验
        5.5.1 应用场景
        5.5.2 实验结果
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果



本文编号：3779004