一种仿生机器鱼游动控制的研究.pdf

《一种仿生机器鱼游动控制的研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、自动化技术与应用》20l4年第33卷第2期通信与信息处理CommunicationandInformationProcessinq一种仿生机器鱼游动控制的研究女孙小进，陈鹏慧(湖南信息职业技术学院，湖南长沙410200)摘要：针对现有俯生机器鱼水中碰撞响应处!较困难的问题，提出一种空问群体饥器鱼的规划弹法，群体中十¨近互相共享环境和日标信息。而在该网络~rY,J~Jl器鱼路径规划采用集巾式规划。从整体上来看伞部的lf』【器垂集中式规划，IxL~E之问采J『】分式规划方法。通过在仿平台上的测试，仿骢稳定可靠，达到预J『jJ没讣1】关键词：机器鱼；网络；集中

2、式；分布式中图分类号：I'P242．6文献标识码：B文章编号：10037241(2014)02—0032—04AStudyoftheBionicMachineFishSwimmingControlSUNXiao-jin，CHENPeng-hui(HunanCoUegeofInformation，Changsha410200China)Abstract：Aimingatthedifficult1)roblemstodealwiththeexistingbionicmachinecollisionresponse．Thispaperputsforwardas

3、patialplamlingalgorithmofroboticfish，groupsOfsimilarroboticfishformnetwol‘k．sharingeachotherenvironmentandtargetinformation．Inthenetworkpathplanningol’f．oboticfish，celltralizedplanningisused．Onthewholemachineallfishpath1)lanningmethodadoptscentralizedplanning，whilethedish’ibutedp

4、lanningmethodisusedamongnet＼＼，orks．Tht’oughthetestOI1thesimulationplatform，thesimuhttionisstableandreliable，achievesthedesil’eddesigngoa1．Ke、’words：robotiCfish：I1etwork：tentralized：djstribtU1ed薹9一，：器奠／，童篱随着对海洋资源的勘察和开发越来越多，对水下勘在MRDS仿真平台中，对于多仿生机器鱼的控制与探和运载工具的要求也越来越高，推动了水中仿生机器协调，都是在非

5、结构化和动态环境下进行，因此需要机人的进一步发展，产生了模仿鱼类游动推进原理的水下器鱼非常的灵活、机动性强，能够实时处理信息并实现机器人推进系统1。同时，随着近些年工业技术如计算实时控制，因此有必要对机器鱼的个体运动特性进行了机技术、微电子技术、网络技术、通讯技术、精密机解II，如图l所示。械加工技术的高度发展，机器人技术的发展也越来越快，应用领域越来越广泛11。自从上世纪90年代，机器人的应用已经由制造领域向非制造领域(例如宇宙探测、海底勘探、医疗救护等)扩展，因此极限环境下的特种机器人技术成为发展的重点I31，从而基于仿生学原理及针对相应的环境信息的

6、机器人运动原理、控制算法、协作算法等的研究也就变成了特种机器人研究的一个热点项目14I。图1仿生机器鱼的机械结构图+基金项目：湖南省教育厅科学研究项目(编号11C0933)主要由4个关节、新月形尾鳍、4个直流伺服电机收稿日期：2013—06—03组成的仿鳍科机器鱼。该机器鱼长400mm，宽78mm，通言与言息处理自动化技术与应用》20l4年第33ll~lZ期高40mm，重500克，最大摆动频率2Hz，最大速度0．器鱼构成，按照机器鱼的最大有效通讯范围形成一个4ms，最小转弯半径200mm。机器鱼网络。因此，任意两条机器鱼通过一条或者几条通讯链路通讯联系，

7、但是不同网络之间的机器鱼不0j、能建立通讯联系。．詈≥．耋，j．≮三lt

8、!l奠-^对于多机器鱼的运动规划，主要包括集中式和分布如图2所示，以五条机器鱼为例，黑色圆点即代式II。集中式控制方法，就是把多条机器鱼看做是一条表机器鱼实体，机器鱼之问的连线表示通讯链路。图条机器鱼组成，协调控制规划；而分布式控制方法，单独形a)中五条机器鱼形成两个不同的网络Net0和规划每条机器鱼的运动路径。Net1；由于机器鱼之间的位置变化，位置b)中形成了集中式控制方法可以保证全局的最优化，随着环境新的网络Net2。空间的不断扩大，所处理的信息量越大，集中式控制所上图中显示

9、的是由五个机器鱼形成的两个通讯网花费的时间越长，因此，集中式控制的最大优点就是当