Swarm Robots系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)及協(xié)作控制研究.pdf

1、多機(jī)器人協(xié)作系統(tǒng)作為機(jī)器人與智能控制研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題，已經(jīng)越來越受到學(xué)術(shù)界的重視。以往的研究中產(chǎn)生了集合機(jī)器人(collective robotics)和變形機(jī)器人(metamorphic robotics)兩個(gè)大研究方向，但都存在缺陷，前者是多個(gè)無差別智能機(jī)器人配合完成任務(wù)，無法組合成一個(gè)整體系統(tǒng)，后者是本身就是一個(gè)整體，內(nèi)部各模塊缺乏靈活自主性。本文研究的正是為解決以上兩個(gè)缺陷而提出的具有自組織和自裝配功能的Swarm Robot

2、s多智能體機(jī)器人系統(tǒng)。 本文對Swarm Robots系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析和研究。介紹了系統(tǒng)中單個(gè)智能體機(jī)器人S-Bot的機(jī)械結(jié)構(gòu)，提出了切實(shí)可行的軟硬件設(shè)計(jì)方案。研究并改進(jìn)了Leader-Follower隊(duì)形控制算法。設(shè)計(jì)從硬件功能模塊化擴(kuò)展、決策系統(tǒng)靈活更新策略以適應(yīng)任務(wù)需求變化、提高Leader-Follower隊(duì)形控制穩(wěn)定性方面進(jìn)行了創(chuàng)新。 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了功能模塊化擴(kuò)展的硬件系統(tǒng)，包括基于ARM9的嵌

3、入式主控平臺(tái)和基于AVR單片機(jī)的擴(kuò)展功能模塊。為將來進(jìn)行異構(gòu)式設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。 采用自頂向下的混合式體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)了機(jī)器人的嵌入式控制軟件系統(tǒng)。模塊化設(shè)計(jì)了Swarm Robots系統(tǒng)軟件架構(gòu)。編程實(shí)現(xiàn)了IIC模塊、WiFi通訊模塊以及顏色視覺處理功能。采用Python腳本編寫了機(jī)器人的控制策略模塊以滿足靈活性需求。 改進(jìn)了Leader-follower隊(duì)形控制算法，并基于Player/Stage平臺(tái)進(jìn)行了改進(jìn)后L