實現(xiàn)字母拼寫的群體機器人的協(xié)作方法研究.pdf

1、字母拼寫(PatternFormation)問題作為群體機器人領(lǐng)域的經(jīng)典問題,能夠為包括群體機器人協(xié)作、通訊、學(xué)習(xí)等多方面內(nèi)容提供研究環(huán)境。這其中,群體機器人協(xié)作方法的研究則是群體機器人研究領(lǐng)域的最重要的研究內(nèi)容,它是群體機器人完成任務(wù)的基礎(chǔ),決定了最終任務(wù)完成的成功與否和好壞程度。通過大量的研究現(xiàn)狀分析與調(diào)查,目前存在的主要協(xié)作算法,均能使群體機器人順利的完成任務(wù),但其問題求解大多并非最優(yōu)解。本文基于一群無中心,同構(gòu)并且簡單的機器人個

2、體構(gòu)成的群體機器人系統(tǒng),提出了一種基于市場機制的分布式雙向拍賣協(xié)作算法,解決群體機器人字母拼寫問題。這種新穎的協(xié)作算法在經(jīng)典拍賣方法的基礎(chǔ)上,設(shè)定由單個機器人同時擔(dān)任拍賣師和競拍者兩種角色的新思路,創(chuàng)新性的提出了由正向拍賣,逆向拍賣和迭代拍賣組成整個拍賣過程的拍賣機制,這使得整個群體機器人系統(tǒng)具有了完全分布式特性,并求出了字母拼寫問題的最優(yōu)解。本文依據(jù)群體機器人的同構(gòu)性和簡單性等特點,模仿機器人的基本運動,傳感,通訊等功能,設(shè)計完成了一

3、款群體機器人系統(tǒng)仿真器,并在其上運用雙向拍賣算法完成大量的字母拼寫仿真實驗,以及其他算法的對比實驗。通過對群體機器人雙向拍賣協(xié)作算法過程及其核心思想的分析以及實驗結(jié)果的評測,本文得出以下結(jié)論:1)群體機器人雙向拍賣協(xié)作算法是一種新穎的基于市場機制的群體機器人協(xié)作算法,因其完全分布式的特性,使它具有良好的擴展性和魯棒性,高度自組織性,以及可并行運行等特點。2)對于同一規(guī)模的任務(wù),隨著機器人數(shù)目的不斷增大,群體機器人雙向拍賣協(xié)作算法使得群體