未知环境下轮式机器人编队系统设计与实现

发布时间：2024-02-29 06:03

　　随着近几年来机器人技术和传感器的发展,人们对机器人完成探索、安防等任务的需求逐渐提高,而单一的搭载传感器的机器人无法完成一些共同搬运、包围等任务,需要多个机器人共同完成。目前,人们不断研究多机器人共同完成任务领域中的多机器人编队问题。多机器人编队控制是实现多机器人共同完成任务的基础,能够提高机器人完成任务的效率。论文主要对未知情况下轮式机器人编队控制系统的平台设计与实现展开,首先对轮式机器人编队控制策略进行设计。其中,介绍不同的编队体系方法,对比几种常见的编队控制算法,并且介绍了几种轮式机器人常见模型。在此基础上,选择全向轮式机器人与基于领航者-跟随者的编队策略相结合,设计了本文所应用的轮式机器人编队控制策略,使得轮式机器人可根据机器人之间的相对距离信息由领航者带领,按照任意编队队形进行整体移动。其次,为了实现轮式机器人编队系统的避障功能,结合轮式机器人的运动模型设计编队避障控制策略。通过对比常见的路径规划方法,引入动态窗口方法实现避障功能。其中,构建了基于动态窗口法的编队避障框架,设计了编队模式和避障模式切换的感知距离阈值,并在轨迹评价函数中引入理想编队轨迹参数,使得编队可在有障碍物...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1波士顿动力公司设计的Atlas人形机器人

侨死嗟谝桓龌鹦翘讲馄鱗22]。随着时间的发展，轮式机器人随着通信、集成电路、材料、传感器的逐步发展有进入了新的领域。2004年，美国航天航空宇航局的“勇气号”通过搭载各种先进的传感器在火星上成功工作了六年多的时间[23]。美国波士顿动力公司在近年来推出了Atlas人形机器人和形状....

图1-2大疆所推出的消费级机器人机甲大师RoboMasterS1

第一章绪论3年中市场里涌现了有名的无人驾驶公司诸如图森未来与汽车供应商采埃孚共同进行卡车领域的发展、小马智行与汽车制造商丰田公司进行合作等。目前，国内大疆公司推出了面向教育机器人机甲大师RoboMasterS1，其搭载红外、相机、麦克风等传感器，增强人们的娱乐和教育性。不仅如此，....

图1-2国外研究团队展示编队应用效果图

电子科技大学硕士学位论文4近几年来，编队系统也逐渐从算法层面开展到实际层面中：日本筑波大学[32]在2016年采用视觉跟随系统，针对前方领航车和跟随车设计了跟踪系统，利用摄像机视觉系统对跟随车进行控制。设计了一种稳定、精确的单目视觉传感系统，该系统由摄像机和矩形标记组成。采用一种....

图25编队期望相对距离仿真结果

第二章轮式机器人编队控制策略研究及设计17(c)(d)图2-5编队期望相对距离仿真结果图2-6编队朝向角仿真结果通过上图可见在仿真实验中，图2-5(a)、图2-5(b)分别描绘的是领航者与跟随者1之间的在机体坐标系下的m方向和n方向相对距离的理想设定值和实际值，图2-5(c)、图....

本文编号：3914609