基于MAS的多机器人搜救系统及任务分配方法研究

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:nmhnhjcf
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机器人技术的发展得益于计算机、自动控制、电子信息技术、人工智能等的发展与进步,同时它又促进了这些学科的交叉应用。机器人最初被应用于工业领域,如汽车生产自动线的喷涂、焊接、装配等,且由单个机器人的独立工作方式延伸为机器人群体的协同工作。随着社会需求的扩大,它的应用范围也在不断扩大,特别是近年来自然灾害的频繁发生,机器人已被应用于灾难发生后的搜救工作中。本论文以城市灾难环境为研究背景,以多个机器人组成的搜救系统以及该系统的任务分配为研究对象,以机器人理论和多智能体理论为指导,提出了一种将多MAS (Mutiple Agent System)理论与市场机制中拍卖方法相结合的任务分配方法,以实现提高整个搜救机器人系统任务分配效率的目的。论文具体的研究工作如下:1.论文分析了国内外有关对搜救机器人以及任务分配方面的研究状况,指出了存在的不足,针对多机器人任务的分布式动态特点,提出了结合MAS的理论对多搜救机器人的任务分配进行研究的方法。2.在对MAS模型结构分析的基础上,建立了多机器人系统的整体框架,设计了机器人的硬件结构与协调控制体系结构,其中协调控制体系结构包括系统的组织结构、控制结构模型。3.对几种典型的拍卖理论进行了讨论。基于MAS的任务分配方法,详细分析了合同网的具体工作流程,提出了将密封第二价格拍卖与合同网协议相结合作为搜救机器人的任务分配策略。4.研究了基于重新拍卖的算法流程,其中对于新出现的任务,应用NTA(New Task Allocation),对于已经拍卖的任务,由于环境的动态变化而使得该任务需要再次被分配,应用OTR (Old Task Re-auction)。并对该算法的性能进行了分析。5.通过RescueRobotSim仿真平台,将本文任务分配算法在该平台上加以仿真,验证了算法的有效性。最后搭建了机器人实体任务分配平台。本文提出的多机器人任务分配方法,对指导多搜救机器人系统研究工作具有一定的参考价值,为多机器人的深入研究打下良好的理论基础工作。
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学位
本文通过对荣华二采区10
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