多機(jī)器人協(xié)作算法及仿真研究.pdf

1、多機(jī)器人系統(tǒng)是智能機(jī)器人研究領(lǐng)域的一個(gè)重要分支。與單個(gè)復(fù)雜機(jī)器人相比，多個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)器人組成的系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)周期短，系統(tǒng)可靠性高，任務(wù)執(zhí)行效率高，適應(yīng)任務(wù)空間分布等優(yōu)點(diǎn)，然而如果多個(gè)機(jī)器人之間沒有一個(gè)好的協(xié)作算法對(duì)它們執(zhí)行任務(wù)進(jìn)行協(xié)調(diào)，那么執(zhí)行任務(wù)的效率會(huì)大大降低，甚至?xí)邢嗷ジ蓴_和相互沖突的情況發(fā)生。本文立足于多機(jī)器人研究的典型環(huán)境，從目前比較熱門的多機(jī)器人地圖構(gòu)建、多機(jī)器人編隊(duì)和多機(jī)器人搜集任務(wù)等領(lǐng)域?qū)Χ鄼C(jī)器人算法進(jìn)行了研究。
　

2、　地圖構(gòu)建是未知環(huán)境下機(jī)器人完成復(fù)雜任務(wù)的前提條件，多機(jī)器人協(xié)作地圖構(gòu)建比起單機(jī)器人地圖構(gòu)建無疑速度更快，然而如果沒有一個(gè)好的協(xié)作算法，多機(jī)器人可能會(huì)因?yàn)橹貜?fù)搜索同一區(qū)域而造成效率降低和碰撞增加。利用遺傳算法使多個(gè)機(jī)器人盡量保持相互遠(yuǎn)離并且距離原來的位置最近的狀態(tài)下進(jìn)行環(huán)境探索，仿真實(shí)驗(yàn)證明該算法可以減少多機(jī)器人重復(fù)探索的幾率，并使機(jī)器人間碰撞幾率得到很大程度的降低。
　　人為制定復(fù)雜環(huán)境下機(jī)器人的行為規(guī)則比較困難，對(duì)于多機(jī)器人協(xié)

3、作規(guī)則，進(jìn)行人為制定更加困難，強(qiáng)化學(xué)習(xí)為這一問題提供了一條解決途徑。機(jī)器人通過與環(huán)境交互，不斷試錯(cuò)，能夠?qū)W習(xí)到適應(yīng)環(huán)境的行為規(guī)則。我們將強(qiáng)化學(xué)習(xí)應(yīng)用到多機(jī)器人編隊(duì)和多機(jī)器人搜集兩個(gè)任務(wù)環(huán)境，通過仿真驗(yàn)證，當(dāng)提供適合的強(qiáng)化函數(shù)時(shí)，機(jī)器人不僅能夠?qū)W到正確的自身動(dòng)作規(guī)則還能夠?qū)W到較好的協(xié)作行為規(guī)則。
　　本文建立了動(dòng)態(tài)障礙物的避碰規(guī)則，并應(yīng)用動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)法解決了機(jī)器人之間發(fā)生路徑?jīng)_突時(shí)的沖突消解問題。通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了動(dòng)態(tài)避碰規(guī)則和動(dòng)態(tài)優(yōu)