基于局部傳感和點對點通信的多機器人編隊實現.pdf

1、分布式的多機器人編隊協調是機器人研究領域的一個熱點問題。本文圍繞多機器人編隊控制問題，對涉及的視覺傳感信息獲取和相互通信等關鍵問題進行研究，提出了采用局部傳感和點對點通信實現經典跟隨領航者編隊控制的方法，并在中山大學信息科學與技術學院智能信息處理與人機系統(tǒng)實驗室的機器人實驗平臺上驗證。 論文的主要工作包括： 1)綜合國內外相關研究文獻，闡述了移動機器人的研究發(fā)展現狀。詳細分析了多機器人系統(tǒng)以及編隊控制研究存在的難點問題。

2、 2)對比分析了現有移動機器人編隊控制的主要算法，包括跟隨領航者算法、基于行為算法和人工勢場法等。重點討論了基于局部傳感的分布式跟隨領航者算法。 3)探討了實現編隊控制的兩種重要感知數據獲取手段。一種方式是，跟隨者通過視覺傳感器獲取領航者相對角度信息；另一種方式是，跟隨者采用通信的方式向領航者詢問其速度和姿態(tài)信息。在此基礎上，結合跟隨領航者編隊控制方法，提出了基于局部傳感和點對點通信的機器人編隊實現策略。點對點通信是一種

3、可靠的通信方式，可以彌補傳感器的感知能力不足和受環(huán)境影響而陷入盲區(qū)的問題；而局部傳感能力可以減少協作所需的通信數據，從而降低通信代價。 4)結合HSV顏色模型的轉換和重心計算方法，實現了視覺傳感器對角度信息的快速提??；綜合利用視覺傳感器、聲納傳感器、羅盤傳感器和點對點通信獲取的信息，構建跟隨者的反饋控制器。 5)對現有機器人平臺Voyager-Ⅱ進行了擴展，增添了視頻處理，點對點通信，編隊控制等新功能。在此基礎上對提出的