应用实时启发式算法的多机器人协同运动

发布时间：2023-04-23 14:03

　　移动机器人被广泛地应用于各个领域,如无人驾驶飞机(UAV),无人驾驶汽车(UGV),无人潜航器(UUV)等。由于单一的机器人只能完成相对简单的任务,对于大量操作复杂、规模庞大的任务束手无策,因此多机器人系统应运而生。多个机器人之间的相互协作不仅可以促使任务的高效完成、增强系统的可靠性,而且可以进一步协同合作以完成更加复杂的任务。因此,它被广泛的应用在诸多领域,例如自动制造系统、搜索营救任务、环境监测活动等。对于多机器人系统来说,机器人的路径规划与控制是能否顺利完成任务的基础,也是需要解决的关键技术。由于实际环境中存在多种干扰因素,实时地进行机器人路径规划和控制,在线地避免动态障碍物,实现控制多个机器人协同安全地到达目标位置,是一个亟待解决的关键问题。本文主要研究使用形式化方法进行机器人路径规划。时序逻辑如计算树逻辑(Computation Tree Logic,CTL)、连续随机逻辑(Continuous Stochastic Logic,CSL)、线性时序逻辑(Linear Temporal Logic,LTL)已被有效地应用于表达复杂的高级规划规范。针对以往离线路径规划方法需提前已...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 多机器人协同原理与技术
        1.2.1 单机器人体系结构
        1.2.2 多机器人系统适合执行的任务
        1.2.3 多机器人系统的常见类别
        1.2.4 多机器人系统协作定位与建图
    1.3 多机器人系统控制结构
    1.4 多机器人运动规划算法研究现状
    1.5 主要工作和章节安排
第二章 理论基础
    2.1 引言
    2.2 命题逻辑
        2.2.1 命题
        2.2.2 联结词
    2.3 谓词逻辑
        2.3.1 谓词
        2.3.2 命题函数与量词
    2.4 CTL与 LTL简介
    2.5 SMT求解器
    2.6 图论基础
    2.7 本章小结
第三章 单机器人的启发式算法
    3.1 引言
    3.2 基础知识
    3.3 问题描述
        3.3.1 单机器人传感器感知范围
        3.3.2 单机器人的运动环境
        3.3.3 任务描述
    3.4 路径评分
    3.5 单机器人的离线启发式算法
        3.5.1 算法详解
        3.5.2 搜索过程
    3.6 单机器人的实时启发式算法
        3.6.1 算法详解
        3.6.2 搜索过程
    3.7 本章小结
第四章 两机器人系统的协同运动
    4.1 引言
    4.2 问题描述
        4.2.1 两机器人系统的运动环境
        4.2.2 无通信时的两机器人系统
        4.2.3 两机器人系统的任务规范
    4.3 两机器人系统的实时启发式算法
        4.3.1 协同控制算法
        4.3.2 Direction分类详解
    4.4 两机器人系统的搜索过程
    4.5 本章小结
第五章 多机器人系统的协同运动
    5.1 引言
    5.2 问题描述
        5.2.1 多机器人系统的运动环境
        5.2.2 多机器人系统的任务规范
    5.3 多机器人系统的实时启发式算法
    5.4 多机器人系统的搜索过程
        5.4.1 非实时添加动态障碍物的搜索过程
        5.4.2 实时添加动态障碍物的搜索过程
    5.5 本章小结
第六章 总结和展望
    6.1 论文总结
    6.2 论文展望
附录 A
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3799856