基于Amigobot平台的多机器人编队控制方法研究

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20世纪50年代末第一台机器人诞生以来,机器人被广泛应用到各行各业。在机器人研究中,多机器人协调技术是一个重要方向。该系统具有分布式,鲁棒性和成本低等特点。在众多多机器人协调行为中,多机器人的编队是最基本一个。本文以美国ActivMedia Robotics公司生产的AmigoBot移动机器人作为研究平台,使用不同的方法实现了三台机器人在不同环境下的编队。首先,本文介绍了移动机器人的发展历史和多机器人的发展现状,重点讨论了多机器人系统需要解决的关键技术。接着,本文分析了多机器人编队优点,指出了多机器人编队控制中需要注意的问题,重点介绍了目前比较著名的多种多机器人编队的方法。最后,在介绍了实验的机器人平台和软件之后,本文用多种方法对多机器人编队控制加以实现。基于行为的控制方法具有响应速度快的特点。因此,本文编队控制的第一个方法采用基于行为的编队控制。该方法以行为抑制法作为系统的行为选择机制,三台机器人在无障碍物时可以队形保持,在有障碍物时可以自我避障或变换队形避障。之后,在跟随领航者方法中,本文加入线性反馈技术对机器人编队进行分析,并实现了机器人的队形保持。通过大量实验得出,该方法对跟随机器人控制输入要求很高,很难实现机器人角度变化很大的队形变化。为了在各种队形下进行变换队形,本文将领航跟随者方法和基于行为的编队控制相结合,给出了一种新的混合编队控制方法。实验表明,混合编队控制方法可以很好实现编队在遇到障碍时变换队形,解决了单纯的跟随领航者方法的缺点。
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