多机器人无线控制系统研究

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多机器人控制技术涉及通信、控制以及计算机等多学科交叉领域,是机器人技术中最重要的关键技术之一。本文研究特殊环境下的机器人智能控制软件系统,重点研究多机器人交互的网络通信结构,移动多机器人无线网络抗毁通信技术以及机器人避障、路径规划、多机器人编队协作。本文的研究为在特殊环境下应用机器人处理一些紧急事故或者完成某些危险性任务提供理论和现实依据。  首先,详细分析了多机器人无线控制系统的软件组织形式,给出了系统的总体框架,用UML语义与Rational Rose可视化建模工具对系统进行了详尽的分析与建模。  接着,研究了多机器人交互的网络通信结构,提出了一种混合式C/S与P2P模型的网络通信方法。应用了基于内核事件的及时监测、基于TCP存活定时器的掉线监测技术,提出了基于心跳包技术的网络异常检测方法,降低了检测反应时间,增强了检测的可靠性,解决了异常漏检问题。提出了一种基于通信统计量的网络传输层协议TCP/UDP自适应机制,提高了系统网络传输的及时性与有效性。发展了基于断点续传的文件分块断点续传技术,解决了复杂环境下的机器人抗毁通信问题。  最后,发展了对人工势场法中斥力场函数的修正,解决了目标点靠近障碍物时不可达问题。提出了一种探边法,解决了机器人陷入局部最小点后的震荡问题。在探边法基础上提出了二次探边法,解决了机器人在多个局部最小点之间徘徊问题。提出了巷道模式算法,解决了机器人在简单巷道中行走时震荡问题。发展了领航者算法,实现了多机器人的链式编队协作。实验表明本文提出与发展的技术有效可行,达到预期目标。
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