多机器人协同探测的任务分配和避碰方法研究

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1、摘要机器人技术的发展使得机器人的能力不断提高，其应用的领域和范围正不断扩展。人们希望多个机器人能完成由单一机器人难以完成的更加复杂的作业。这些复杂的作业，需要多个机器人相互协调与协作共同完成，因此对多机器人协调系统的研究就显得非常重要。多机器人进行目标点探测有着广泛的应用。文章围绕多机器人协调探测多目标点这一任务进行展开。文中首先介绍了多机器人的体系结构，并在此基础上重点研究了多机器人任务分配方法和避碰方法。文章主要工作如下：对多机器人任务分配方法的研究方面，多目标点探测首先用组合拍卖的方法来获得有效的目标集合，然后

2、对这些目标集合中各目标点探测的任务分配方法是用改进的蚁群算法来实现的。所以文中提出了一种基于改进蚁群算法的多机器人的任务分配方法。该方法通过对蚁群算法的改进，具体包括：多个机器人同时并行搜索、信息素的更新和局部搜索算法的改进成功实现了多个机器人进行多目标探测的任务分配方法。最后仿真实现了多个机器人探测目标点的任务分配方法。结果表明该方法的有效性和正确性。在多机器人执行任务的过程中，可能会发生路径的交叉现象。路径的交叉是导致机器人碰撞发生的原因。为了解决多机器人的避碰问题，文中提出了一种基于运动规划的多机器人协调避碰方

3、法。该方法通过问题描述、模型建立、交通规则和优先权设计等来实现了冲突区域的资源分配，即多机器人的协调避碰方法。最后通过实验验证了该方法的可行性。关键字多机器人，蚁群算法，任务分配，避碰ABSTRACTWiththedevelopmentinroboticssystem，thecapabilityofrobotisimprovedceaselesslyanditSapplicationfieldhasbeenextended．RobotsarebeingexpectedtodomorecomplextaskwhichC

4、all’tbeaccomplishedbyasinglerobot．Obviously,thesetasksneedcoordinationandcooperationamongmultiplerobotstofinish．Soitisimportanttostudymulti．robotscooperationsystem．Thedetectingofmulti-targetsbymulti．robotshasextensiveuse．Thisdissertationtakesthetaskofdetectingm

5、ulti-targetscoopermivelywithmulti．robotsascenter．Firstly,introducethearchitectureofmulti．robotsystem,andthenmainlyresearchthetaskallocationandcollisionavoidancemethodofmulti-robots．Themaincontributionandworkaredescribedasfollowing：IntheresearchofthetaskaUocatio

6、nmethodofmulti-robots，firstwecanusethecombinationalauctiontogainthee伍cienttargetsets，usetheimprovedantsystemalgorithmtodetectthosetargetsets．SoIproposeataskallocationmethodofmulti．robotsbasedontheimprovedantsystemalgorithm．Theproposedmethodsincludemulti-robotsp

7、arallelsearchingsimultaneously，renewthepheromone，andimprovethelocalsearchalgorithm．AtlaSt，realizesthetaskallocationmethodofmulti-targetsdetectingbymulti．robotsthroughsimulation．Theresultsshowthevalidityandcorrecnlessoftheproposedmethod．Intheprocessofrobotsperfo

8、rmtask，theremaybeexistthephenomenonofcrossingpath，andthecrossingpathisthemainreasonforthecollisionhappensinmulti．robots．Inordertosolvethecollisionavoidanceproblemofmulti—rob