文献综述-机器人通信

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1、文献综述题目未知环境中多机器人通信技术研究姓名杜帅锋专业通信工程学号201251004指导教师邵杰郑州科技学院信息工程学院二〇一六年三月8目录1前言11.1概述11.2设计研究的背景意义12多机器人通信方式22.1多机器人通信方式介绍22.2基于多机器人通信模型研究22.2.1机器人通信访问协议32.2.2智能体通信方式33基本通信模式43.1C/S模型43.2基于Zigbee通信43.3云计算多机器人54国内外研究状态与水平55多机器人通信系统研究展望6致谢7参考文献781前言目前，机器人技术是近年来发展起来的一门综合学科，集中了机械、

2、电子、计算机、自动控制等多学科最新研究成果，代表了机电一体化的最高成就。随着机器人技术的发展，机器人的能力不断提高,机器人应用领域也不断开拓,尤其是一些危险的、特殊的领域人们对其“智能”的要求也日益提高，由于单机器人的局限性,一些复杂任务需要通过多机器人协调来完成，要求多机器人之间具有协作能力。主要通过书籍和网络文献了解国内外群体机器人协调工作中通信技术研究历史和现状。1.1概述本文的主要研究内容如下：主要介绍了多机器人通信研究发展历史与研究现状，指出了论文的课题背景。介绍了国内外多机器人通信的各种通信方式，并重点介绍了三种主流的群体机器

3、人通信方式，并以此引出两种实验与仿真。对全文内容的总结说明，并指出了新的研究方向和仍然需要进一步解决的问题。1.2设计研究的背景意义目前人们对多机器人的研究主要集中在运动控制层,即研究多机器人忽略了多机器人协调最基本的问题,即多机器人之间信息的传递;多机器人之间通过必要的信息交流,从多机器人的同步或协调,如坐标确定、路径规划、防止死锁、避免碰撞等,这虽然是很有必要的,但忽略了多机器人系统的角度实现系统中单个机器人的控制。多机器人协作和控制研究的基本思想就是将多机器人之间的协作看作一个群体，研究其协作机制，从而充分发挥多机器人系统各种内在的

4、优势。为了有效地交流和协商，必须解决机器人之间信息处理与传输问题，即多机器人通信问题。多机器人技术是机器人学发展的一个新方向.一方面,由于某些任务的复杂性,单个机器人难以完成时,常通过多机器人之间的合作来完成;另一方面,通过多机器人间的合作,可提高机器人系统在作业过程中的效率,进而当工作环境发生变化或机器人系统局部发生故障时,多机器人系统仍可通过本身具有的合作关8系完成预定的任务.2多机器人通信方式2.1多机器人通信方式介绍在多机器人系统中，通过通信多机器人系统中各机器人了解其它机器人的意图、目标和动作以及当前环境状态等信息，进而进行有效

5、的磋商，协作完成任务。机器人之间的通信一般分为隐式通信和显式通信两类隐式通信系统通过外界环境和自身传感器来获取所需的信息并实现相互之间的协作，机器人之间没有直接进行信息交换。在隐式通信中机器人在环境中留下某些特定信息，其通过传感器获取外界环境信息的同时，也可能获取到其它的机器人遗留下的信息。此多机器人系统中，各机器人之间不存在数据的显式交换，所以无法使用一些高级的协调协作策略，降低了完成复杂任务的能力。使用显式通信的多机器人系统利用特定的通信介质，快速有效地完成各机器人间信息的交互，实现许多在隐式通信下无法完成的高级协调协作策略。但由于多

6、机器人系统在通信的实时性、可靠性等方面有特殊要求，所以针对适用于多机器人系统分布式控制结构的特定环境的通信机制的研究具有重要的意义。隐式通信与显式通信是多机器人系统各具特色的两种通信模式，如果将两者各自的优势结合起来，则多机器人系统就可以灵活地应对各种动态未知环境，完成许多复杂任务。多机器人通信拓扑结构大致分为：星形、环形、总线、网状等。在各种拓扑结构中，总线形拓扑结构在多机器人通信中应用得较多。总线拓扑的重要特征是可采用多址访问和广播介质，易于组成分布式系统。总线拓扑的典型代表是著名的以太网。总线结构是目前多机器人通信系统中采用最多的一

7、种拓扑形式，其优点是具有较好的坚固性。2.2基于多机器人通信模型研究协作是多机器人系统的重要特征，协作的实现离不开通信。在多智能体机器8人环境中，通信系统的构建与实现，要为多机器人系统提供良好的通信平台以实现总体控制功能。2.2.1机器人通信访问协议针对保证实时通信的研究工作有很多，如令牌总线、令牌环、分布式队列双总线、光纤分布数据接口等。这些解决方法都需要维持一个物理或逻辑环，增加的硬件设备导致费用较高，管理和分发很复杂，带来的系统负担将较大。在总线拓扑结构里总线式CSMA/CA得到广泛应用。CSMA/CA的目的是避免冲突，而不是检测冲

8、突是否存在。CSMA/CA存取方式存在的一个问题是报分组冲突后，仍然继续发送直至全部结束，如果冲突各方检测到冲突后能及时停止发送，则可使信道有效利用率得到提高。而CSMA/CD协议的存取方式是