多机器人协调探测未知环境的研究

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1、摘要捅要?夔蓑辩学蔹术静发袋，税器入学熬磷究邑放工鼗露《造领域扩矮到航空簸天、军事、核工业、服务业等许多不同领域。许多复杂任务如果仅由单个机器人来完成，存在许多不足，所以需要研究多个机器人的协调作业。而崩．随着作业环臻豹逐灏扩鼹，在攫多臻溅下，掇爨入x重其接受珏攒楚没有预先了解熬，毙鲡危险的矿并、核废墟、外艇球等，很难通过其他的播施对这些环境进行探测，所以就需要派机器人到这魑环境中进行探测以及其他的作业。这魑研究也是机器入智能化的基础。因此本文就多机器人系统探澳l环境展开研究。1一，本文蓄兔对多极器人系统的特点和优势，机器入在探测环境中的相关内容阱及研究现状等进行了综述性介绍，并对本文的

2、选题背景和主要内餐作了介绍。／“淇次，j本文介绍了多极嚣人探测环境豹基础技术，即信息融会技术。在多穰器久稳建筑鬻斡研究中，捷出了采穗蘩于D—s涯簇雒理静融合簿法，设计了一种机器人之间进行协调避碰的策略；研究了多机器人在环境探测中的定位问题，提出采用卡尔曼滤波器融合不同机器人对同一环境特征的探测信息，从而凝，J、了各掇嚣入薅琴境戆髂豹定蕴误差，提寒了辊嚣久蹲巧境携髂熬定短穰疫。，f第三，掇出了一种机器人完整探测采知环境的方法，即基于廉拟离心力的导航算法。通过信息共享，以螺旋形折线的方式逐艨扩展，该算法实现了多个辍嚣入魏t调裹效梅建强境燎霆。第四，掇出了一种基于障碍物影响系数的路径规划算法，

3、设计了一个代价函数，综合考虑了以障碍物为参照的局部实时感知倍息对机器人运动选择的影嘲秘以国标点为参照兹踬褰转换全鼹燕趔，蓑其全鼹援纯零实时愁郯撬证粒长处，增强了蕊划的反应能力，在多祝器入协调的任务中研究了其应端。第五，在探测出环境信息的基础上，研究了环境拓扑图的提取。针对栅格式地图的特缎，提出将掇格地图的环境姆薤划分残8耱基本豹拐熊类型，在此携角分类懿基礁上将环境分送，款雨获褥环境的拓扑瀚。第六，为了满足研究的霈要，本文开发了开放式的多机器人仿真实验平台，用户可以将各种任务程痔添擞避去，以验证其控卷8算滚。最后，对本论文所进一步研究的工作∥行的工作和和取得的成果加戳总结，并籀磁了需要进关

4、键词：多枧嚣入系统i环竣探测；／耐缒霉摘建I多橇器太秘诞搽剩来知琢靖静研究ResearchofUnknownEnvironmentExplorationByMultipleCooperativeRobot8(Abstract》Withthedevelopmentofscienceandtechnology,theRoboticsresearchhasextendedfrommanufacturingindustrytomanydifferentdomainssuchasaerospace&aviation，militaryapplication，nucleusindustryandser

5、viceindustry：Thereexistssomeinsufficiencyforsinglerobottocompletecomplicatedtasks，whichmakesnecessarythecooperativeoperationamongmultiplerobots．Andwiththeexpansionofrobotworkingenvironments，thereisnoap矗礤knowledgeoftheenvironmentinmanyrobotictasks。Forexample，thehazardousmine,nucleusreliesandfarcel

6、estialbodiesItisdifficulttoacquirethedetailedinformationaboutthoseenvironments．Butrobotscanbelaunchedtoexplorethoseenvironmentsandexecutemoreoperations；Suchrelevantresearchesalsolaythefoundationforrobotintelligence；Sotheexplorationoftmknownenvironmentsbymulti-robotsystemsiSstudiedinthisdissertati

7、on．Firstly,thecharacteristicsandtheadvantagesofthemulti—robotsystemsaresummarized．Theresearchactualityoftheroboticexplorationandtherelativeaspectsarereviewed．Thebackgroundandthemaincontentsofthisdissertationaredescribe