群機(jī)器人學(xué)是研究如何協(xié)調(diào)控制大量機(jī)器人的方法,是群智能在多機(jī)器人系統(tǒng)中的應(yīng)用。依靠大量個體協(xié)調(diào)組成的群機(jī)器人系統(tǒng),可以完成單一機(jī)器人無法完成的復(fù)雜任務(wù),同時(shí)由簡單個體構(gòu)成的群機(jī)器人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成本一般低于同等能力的單體機(jī)器人。由于具有魯棒性、靈活性、可擴(kuò)展性等特點(diǎn),群機(jī)器人的研究已經(jīng)受到了廣泛的關(guān)注。群機(jī)器人覓食是一個集任務(wù)分配、區(qū)域搜索、抓取、傳輸于一體的綜合過程,是群機(jī)器人研究中的一個典型問題。研究群機(jī)器人覓食,在理論研究和實(shí)際應(yīng)用中都有著重要的意義。從實(shí)際應(yīng)用來說,群機(jī)器人覓食具有廣闊的應(yīng)用前景,如有毒廢物清理、未知區(qū)域的樣本搜集、掃雷、搜索救援以及行星探測等。從理論上來說,群機(jī)器人覓食可以促進(jìn)對群體自組織行為涌現(xiàn)機(jī)理及其演化規(guī)律的理解。進(jìn)一步地可以實(shí)現(xiàn)對群機(jī)器人自組織行為的設(shè)計(jì)、分析與控制。區(qū)域搜索和任務(wù)分配是群機(jī)器人覓食的兩大重要研究分支,其中算法參數(shù)是影響算法性能的關(guān)鍵�；诨A(chǔ)數(shù)學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)理論,本課題對區(qū)域搜索、任務(wù)分配策略以及任務(wù)分配算法中的參數(shù)優(yōu)化策略進(jìn)行了深入研究,具體內(nèi)容如下:(1)群機(jī)器人通常只具有局部感知以及有限的信息獲取能力,因此隨機(jī)搜索是群機(jī)器人執(zhí)行搜索任...

【文章頁數(shù)】：143 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１單個搜索機(jī)器人??，

?＾???第一章緒論??１．１課題的研究背景及意義??機(jī)器人技術(shù)在過去的幾十年內(nèi)得到了長足的發(fā)展，該項(xiàng)技術(shù)的高速發(fā)展和廣??泛應(yīng)用給人們的生產(chǎn)和生活帶來了革命性的影響，它不但正在使工業(yè)生產(chǎn)發(fā)生著??變化，而且未來必將對人類社會產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。隨著現(xiàn)代社會及工業(yè)技術(shù)的飛??速發(fā)展，....

圖１－２覓食行為的有限狀態(tài)自動機(jī)??

為［５］。群??機(jī)器人學(xué)所使用的方法主要來源于對社會性生物如螞蟻、蜜蜂、白蟻的觀察［６］，??這些社會性生物群體是由簡單個體組成的分布式控制系統(tǒng)。系統(tǒng)中的個體行為比??較簡單、結(jié)構(gòu)功能單一，只具有局部感知能力，整個群體沒有集中式控制并且個??體之間沒有直接通信；但整個群體卻能涌現(xiàn)....

圖１－３收集垃圾的機(jī)器人??

?＾???物，機(jī)器人將朝目標(biāo)移動，然后執(zhí)行抓取行為；機(jī)器人完成對食物的抓取之后，??機(jī)器人狀態(tài)將切換為返回狀態(tài)，這時(shí)機(jī)器人將食物傳輸回巢穴，機(jī)器人放下食物??后重新進(jìn)入等待狀態(tài)。在這些過程中機(jī)器人一直需要避開各種障礙物，同時(shí)也要??避開其他機(jī)器人。圖１－３展示的是一款在公園中游走....

圖１－４亞馬遜倉儲機(jī)器人Ｋｉｖａ??群機(jī)器人研究的核心意義在于：依靠大量個體協(xié)調(diào)組成的群機(jī)器人系統(tǒng)，可??

單，使它們較少發(fā)生故障失效。最后，感應(yīng)是分布式??的，因此群機(jī)器人系統(tǒng)對環(huán)境中的局部擾動具有魯棒性。??（２）靈活性：群機(jī)器人中的個體有能力協(xié)同其行為以處理不同的任務(wù)。比如，??蟻群中的個體可以集體找出到食物源的最短路徑，或利用不同的協(xié)作策略完成覓??食并將巨大的食物運(yùn)回巢穴。?....

本文編號：3915208