基于leader-follower方法和Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的多人編隊.pdf

1、對目前的機(jī)器人技術(shù)水平而言，單機(jī)器人在信息的獲取、處理及控制能力等方面都是有限的，對于復(fù)雜的工作任務(wù)和多變的工作環(huán)境，單機(jī)器人的能力更顯不足。多機(jī)器人系統(tǒng)以其獨有的優(yōu)越性為這一問題提供了解決途徑，因此人們越來越重視對多機(jī)器人系統(tǒng)的研究。多機(jī)器人系統(tǒng)中協(xié)作必不可少的，是當(dāng)前機(jī)器人技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。機(jī)器人編隊控制則是一個具有典型性和通用性的協(xié)作問題，是多機(jī)器人協(xié)作的基礎(chǔ)。多機(jī)器人編隊控制研究，對提高機(jī)器人的智能化水平及加快機(jī)器人的實用

2、化進(jìn)程具有重要的理論研究意義和實用價值。本文的主要工作是針對多機(jī)器人編隊算法進(jìn)行分析討論和研究。
　　 本文首先介紹了多機(jī)器人系統(tǒng)的主要研究內(nèi)容、發(fā)展趨勢，并綜合國內(nèi)外相關(guān)研究文獻(xiàn)，闡述了多移動機(jī)器人發(fā)展研究現(xiàn)狀。對比分析了現(xiàn)有的移動機(jī)器人編隊控制的主要算法，包括跟隨領(lǐng)航者算法、基于行為算法和人工勢場法等。重點討論了跟隨領(lǐng)航者算法，領(lǐng)航者算法由于其控制簡單，而得到了廣泛應(yīng)用。但機(jī)器人避碰等問題沒有的到很到的解決，對有障礙物的環(huán)境

3、的適應(yīng)能力不強(qiáng)。因此，本文針對上述缺點，在保留跟隨領(lǐng)航者算法的優(yōu)點的基礎(chǔ)上引入人工勢場法進(jìn)行改進(jìn)。人工勢場法對處理障礙物空間的避障問題比較有效，但是隊形的穩(wěn)定性上存在一定缺陷，本文將兩種算法相結(jié)合，實現(xiàn)了二者的互補(bǔ)。通過仿真實驗，對改進(jìn)的算法進(jìn)行驗證，證實了算法在多機(jī)器人編隊中的可行性和有效性。
　　 與此同時，跟隨領(lǐng)航者算法中，領(lǐng)航機(jī)器人(leader)與跟隨者(follower)之間沒有信息反饋，相對獨立，在復(fù)雜環(huán)境中，fo

4、llower在跟蹤過程中容易丟失。針對上述缺點，本文在leader與follower之間加入通信作為信息反饋，使follower在無法跟蹤到leader時，可以通過與leader之間通信找到隊伍?；跈C(jī)器人自身特點及應(yīng)用的一些特殊場合，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)由于其自身的特點成為多機(jī)器人系統(tǒng)通信首選。本文對引入網(wǎng)絡(luò)的編隊策略進(jìn)行了描述，并對其在機(jī)器人仿真軟件中進(jìn)行了仿真實驗，實驗結(jié)果證明編隊的有效性和可行性。最后，在此基礎(chǔ)上，將編隊策略應(yīng)用于能