多移动机器人协同原理与技术

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作者：蔡自兴等着
出版社：北京市：国防工业出版社
出版年份：2011
ISBN：9787118068542
页数：286 页

图书介绍：本书主要阐述与多机器人协同相关的各项技术和研究进展，重点包括体系结构、通信、任务分配、运动协调与控制、定位与建图、目标跟踪和展望等。着作的材料来源主要是作者主持的国家国防基础科研项目“异质多移动体的协同XX与重构技术的基础研究”的研究成果。除作者外，合着者都是该项目组的骨干成员，为博士、硕士和博士研究生、硕士研究生，他们的学位论文以及发表的相关论文是构成本专着的重要基础。查看图书目录点击购买PDF全本电子书上一篇：曾国藩上评点插图本下一篇：烧烤圣经 《多移动机器人协同原理与技术》目录 标签：机器人原理机器移动技术

第一章绪论1

1.1多移动机器人系统简介1

1.1.1多移动机器人系统的优点2

1.1.2多移动机器人系统的应用领域2

1.1.3多移动机器人系统的性能衡量指标3

1.2多移动机器人研究的主要内容5

1.2.1多移动机器人协作的体系结构5

1.2.2多移动机器人的任务分配6

1.2.3多移动机器人协作环境感知与定位7

1.2.4多移动机器人团队的重构技术8

1.2.5多移动机器人的机器学习8

1.3多移动机器人系统研究趋势9

1.3.1异质多移动机器人系统10

1.3.2具有容错机制的多移动机器人系统11

第二章多机器人体系结构12

2.1多机器人体系结构概述13

2.2面向探测任务的单机器人体系结构15

2.3协作多机器人体系结构17

2.4协作多机器人系统实验平台20

2.4.1机器人的驱动与控制系统20

2.4.2传感和通信系统21

2.5协作多机器人软件平台22

2.5.1协作多机器人系统功能结构22

2.5.2协作多机器人系统控制平台24

2.6小结25

第三章多移动机器人通信27

3.1多移动机器人通信机制的研究28

3.1.1多移动机器人通信系统研究现状28

3.1.2通信研究主要内容31

3.2多移动机器人通信协议分析40

3.2.1多移动机器人通信网络路由协议及其评价标准40

3.2.2基于TCP传输的平面路由协议分析40

3.2.3复杂环境下的通信协议分析44

3.3基于通信的多移动机器人区域覆盖48

3.3.1正多边形区域覆盖理论49

3.3.2仿真实验51

3.3.3网络抗毁性分析52

3.4基于簇的按需路由通信机制研究55

3.4.1通信网络数据包的截获56

3.4.2机器人邻居链表的维护57

3.4.3簇结构的建立与维护58

3.4.4路由发现58

3.4.5两跳拓扑数据结构59

3.4.6链路重构59

3.5多移动机器人通信系统设计与实验61

3.5.1多移动机器人通信系统设计61

3.5.2多移动机器人通信系统实验67

3.6小结72

第四章多移动机器人协同机制73

4.1多移动机器人任务规划73

4.1.1多移动机器人系统中的任务分配74

4.1.2基于异质交互式文化混合算法的机器人路由规划77

4.1.3正交混沌蚁群算法在群机器人任务规划中的应用研究85

4.1.4多移动机器人负载均衡任务规划算法90

4.2协同路径规划及免疫进化算法96

4.2.1基于免疫进化的单机器人全局路径规划97

4.2.2基于免疫协同进化的多移动机器人全局路径规划102

4.3运动协调机制105

4.3.1无障碍环境中的停驻106

4.3.2有障碍环境下多移动机器人避障与停驻115

4.3.3机器人连续避障的实现119

4.4小结123

第五章多移动机器人协作定位与建图125

5.1地图创建和定位技术简介126

5.1.1环境地图126

5.1.2传感器130

5.1.3环境建模与定位技术132

5.2地图创建方法137

5.2.1基于声纳的地图创建137

5.2.2基于视觉传感器的地图创建146

5.2.3动态环境下的基于激光的地图创建153

5.3多移动机器人协作建图策略163

5.3.1多移动机器人系统控制结构164

5.3.2协作探测方案165

5.3.3基于多移动机器人的地图创建的案例172

5.4多移动机器人的合作定位和地图创建175

5.4.1系统状态175

5.4.2基于粒子群优化的fastSLAM算法176

5.4.3基于FastSLAM的多移动机器人的协作定位180

5.5小结184

第六章多移动机器人的目标协作跟踪186

6.1目标跟踪技术188

6.1.1目标检测技术的研究概况188

6.1.2目标跟踪技术的研究概况190

6.1.3目标协作跟踪的研究概况194

6.2基于最大后验概率条件下的运动目标检测方法197

6.2.1概率框架下目标检测的研究状况197

6.2.2最大后验概率方法199

6.2.3最大后验概率目标检测方法的实现202

6.3基于模糊核直方图的跟踪方法207

6.3.1模糊核直方图207

6.3.2跟踪方法的实施211

6.3.3实验结果及分析212

6.4复杂环境中多移动机器人团队协作检测与跟踪技术215

6.4.1复杂环境下多移动机器人团队协作方法218

6.4.2多移动机器人团队协作检测与跟踪方法222

第七章多机器人应用实例237

7.1多仿生鱼系统237

7.1.1国内外研究进展238

7.1.2仿生鱼模型240

7.1.3多仿生鱼的系统模型242

7.1.4多仿生机器鱼运动控制模型246

7.2足球机器人—ROBOCUP250

7.2.1 ROBOCUP概述250

7.2.2小型ROBOCUP足球机器人系统体系结构252

7.2.3小型ROBOCUP足球机器人系统任务分解与分配255

7.2.4小型ROBOCUP足球机器人行为控制260

7.2.5小型ROBOCUP足球机器人合作263

7.3多机器人其他应用实例简介266

7.3.1分布式微型机器人在军事上的应用266

7.3.2多无人机系统268

第八章多机器人的研究与应用展望274

8.1多机器人技术研究展望275

8.2多机器人技术应用展望276

8.3小结277

参考文献278

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摘要：本文以《多移动机器人协同原理与技术.pdf电子书版文档下载》为中心，详细阐述了多移动机器人协同的原理与技术。文章从协同原理、关键技术、应用场景和未来发展趋势四个方面进行了深入探讨，旨在为读者提供全面了解多移动机器人协同的视角。

1、协同原理

多移动机器人协同原理主要涉及通信机制、任务分配、路径规划和协调控制等方面。通信机制是机器人协同的基础，通过无线通信实现信息共享和协同决策。任务分配则根据机器人的能力和任务需求进行合理分配，确保任务的高效完成。路径规划是机器人协同的关键，通过优化路径减少冲突和能耗。协调控制则通过算法实现机器人之间的实时交互和动态调整，确保协同任务的顺利进行。

协同原理的研究主要包括以下几个方面：一是通信机制的研究，如多跳通信、多频段通信等；二是任务分配算法的研究，如基于遗传算法、粒子群算法等；三是路径规划算法的研究，如A*算法、Dijkstra算法等；四是协调控制算法的研究，如分布式控制、集中式控制等。

协同原理的研究对于提高多移动机器人系统的性能具有重要意义，有助于实现机器人之间的高效协作，提高任务完成效率。

2、关键技术

多移动机器人协同的关键技术主要包括传感器技术、定位与导航技术、智能控制技术等。传感器技术是机器人感知环境的基础，通过多种传感器实现环境信息的采集和处理。定位与导航技术是机器人自主移动的关键，通过GPS、激光雷达、视觉等手段实现机器人的精确定位和路径规划。智能控制技术则是机器人协同的核心，通过算法实现机器人之间的实时交互和动态调整。

传感器技术的研究主要包括传感器融合、多传感器数据处理等；定位与导航技术的研究主要包括SLAM（同步定位与地图构建）、视觉SLAM等；智能控制技术的研究主要包括分布式控制、集中式控制等。

关键技术的不断进步为多移动机器人协同提供了有力支持，有助于实现机器人系统的智能化和高效化。