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随着多机器人技术研究的深入,机器人应用领域的不断扩大,对多机器人实际应用的数量规模也提出了新的要求。从两、三个机器人组成的多机器人系统发展到100个机器人组成的大规模机器人团队,甚至非常大规模机器人团队。随着机器人数量的增加,机器人之间协调难度将会加大,使得关于机器人组织的形成以及基于机器人组织的求解机制等问题的研究变得越来越重要。本文基于多智能体理论,特别是借鉴已有的多智能体理论中关于组织的研究成果,从机器人面向任务,协同合作完成任务的角度,对多机器人的组织模型及组织合作求解方法进行了研究。本文的主要工作有:
(1)介绍了多机器人系统研究的主要流派,主要的机器人技术,综述了多机器人系统的主要研究内容,研究现状,发展动态和多机器人系统的应用。
(2)综述了多Agent系统、多Agent的协作规划模式,特别是Agent组织的形成方法、组织规则和组织模型,为进一步研究多机器人系统的协作组织奠定了理论基础。
(3)研究了多机器人组织协作问题,在此基础上给出了一个基于合同网的多机器人组织协作模型。
(4)依据机器人在协作完成任务时,所承担的工作不同,提出了“角色”的概念,角色可以根据执行任务的需要而变化,相应的给出了角色转变算法。
(5)以多机器人协作巡逻街区为例,对本文提出的角色转变算法进行了仿真实验与实体实验。仿真结果表明,本文所给出的模型在处理意外事件上有较大的灵活性。