基于mas的多机器人任务分配与编队研究

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1、西南科技大学硕士研究生学位论文第1页摘要本文就多机器人系统的任务分配和编队展开研究。任务分配是多机器人系统领域的重要基础问题，是实现多机器人合作的前提。编队属于多机器人系统的几何问题，近年来在军事侦察、搜寻、编队飞行、空间探测等领域的应用日益增加，成为多机器人系统研究中一个非常活跃的研究方向。首先，开展了对多机器人任务分配的研究。分析目前主要的任务分配方法，针对任务的动态分布式分配问题，比较研究了利用资源配置的拍卖理论、合同网协议。针对特定任务，提出一种基于机器人能力的混合式组织结构。为实现任务的动态分布式分配，改进了一种基于合同网和机器人能力的任务分配算法

2、，并通过改变通信方式解决了合同确认过程中的长期等待问题，利用偏序关系和令牌环思想解决了任务执行中的死锁问题。。其次，研究了多机器人的编队控制。在分析多机器人编队主要方法的基础上，着重对领导．跟随法进行了理论研究。针对领导一跟随算法的编队不易保持问题，提出了基于先驱者的领导一跟随编队方法。通过实验仿真，证明了改进算法的有效性和优越性。最后，利用开源软件Player／Stage建立多机器人实验仿真环境。在仿真平台上验证了本文提出的任务分配算法算法和编队算法的可行性和有效性；通过对多机器人的编队巡检和远距离信息传输两个任务的实验仿真，将抽象的任务分配与具体的多机器

3、人编队结合起来，仿真结果证明了本文总体算法的可行性、合理性和有效性。关键词：多机器人系统任务分配合同网能力编队控制西南科技大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractThisthesisisdedicatedtothetwoproblems：taskallocationofmulti—robotsystemandfomationcontr01．Asanimportantmndamentalprobleminthemulti—robotsystemresearch，taska110cationisthepreconditionofmulti．robotcoo

4、peration．Fomationcontrolisageometryproblemofmulti—robotsystem．Asitiswidelyusedinmilitaryfeconnaissance，search，fonnationni曲t，spaceexploration，etc．，f．omationcontrolisbecominganactiveresearchtopic．Firstly；thetaska110cationofmulti-robotsystemhasstudied．Thepresentmainmethodsoftaska110ca

5、tionaresummarized．Aimingatdynamicdistributedtaskallocationinmulti—robotsystem，auctiontheoryandContractNetProtoc01isstudiedwhichisbeneficialtoresourcea110cation．Ahybridorganizationf．rameworkbasedonrobot’scapabilityisproposedf10raspecifictask．Ataska110cationalgorithmbasedonContractNe

6、tProtoc01androbot’scapabilityisdesigned．Long-te啪waitingproblemintheprocessofcontractconfimhass01Vedbythemethodchangeofcommunication，anddeadlockintaskexecutionhass01Vedusingmerelationofpartialorderingandthethoughtoftoken1ink．Secondly；thef．0mationcontrolofmulti—robotsystemhasstudied．

7、Themainmethodsofmulti—robotfomationaresummarized．Theleader．followeralgorithmiscarriedonthetheoreticalanalysisemphatically．Accordingtothe10ckofleader-followeralgorithminfomationpreserving，amulti-robotf．omationalgorithmof1eader-followerbasedontrailblazerisproposed．Throughthecompareof

8、simulations，theValidityand