基于多智能體系統(tǒng)的多機器人路徑規(guī)劃方法研究及應用.pdf

1、近年來，機器人在傳統(tǒng)的工業(yè)現場得到越來越廣泛的應用，在顯著提高生產力的同時，也逐漸走向日常生活當中，開始慢慢地改變人們的生活行為方式。在機器人應用中，圍繞著智能移動機器人的自主導航這項核心技術，其中涉及的路徑規(guī)劃是連接著上層用戶應用和底層機器人實體的關鍵技術。機器人路徑規(guī)劃具體是指機器人依據自身傳感器通過對周圍環(huán)境的感知，規(guī)劃出一條安全無碰路徑，并高效地完成上層用戶定義的作業(yè)任務。針對特定的工作任務，為了克服單機器人在控制、傳感、能源等

2、方面的不足和高昂的開發(fā)成本及時間成本，通過多個簡單機器人的協(xié)同合作可以有效的承擔起單個機器人所難以勝任的工作，同時降低工作的復雜度，提高系統(tǒng)運行的可靠性?；谏鲜鰞蓚€方面，本文圍繞著多機器人路徑規(guī)劃問題，在已有的研究工作基礎上，遵循了由單到多，由抽象到具體的思路主要開展了以下幾點工作：
　　1.系統(tǒng)全面地介紹了多機器人領域當前國內外的研究現狀，首先圍繞著單機器人路徑規(guī)劃問題，按照研究方法采用的數學工具分類，詳細介紹了當前已有規(guī)劃算

3、法的工作原理，并分析比較各自的優(yōu)缺點；其次介紹了多機器人系統(tǒng)體系結構和多機器人路徑規(guī)劃方法，最后補充說明了已有多機器人協(xié)作中的編隊控制方法。
　　2.通過對上述機器人路徑規(guī)劃方法研究，針對勢場法的局部極小問題，采用算法綜合的方式實現優(yōu)勢互補，提出了兩種逃離“陷阱”方法，即結合行為策略的人工勢場法和勢場法結合快速拓展隨機樹綜合算法。最后對多機器人路徑規(guī)劃問題，通過將多機器人路徑規(guī)劃問題分解為兩個層次：各單機器人路徑規(guī)劃和多機器人沖突

4、消解兩個層次。并提出了基于勢函數的沖突消解方法，用于處理機器人之間的避碰問題。最后以質點模型的智能體對上述各改進算法進行仿真驗證，表明了算法的有效性和實用性。
　　3.針對多機器人協(xié)同路徑規(guī)劃中的編隊問題，利用人工勢場結合虛擬領導者的方法，以四旋翼為機器人模型，設計了多機協(xié)同編隊飛行的控制器。實現多機編隊以及避障避碰問題。具體包括四旋翼系統(tǒng)建模、飛行器控制器設計、編隊控制器設計等，最后在 Simulink環(huán)境下進行四旋翼系統(tǒng)及質點