【摘 要】
:
多机器人系统是在单个机器人的基础上,通过一系列通信和协同算法,实现各个机器人信息共享、协同合作的复杂系统。它能够解决很多单机器人无法解决的问题,具有单机器人系统不
论文部分内容阅读
多机器人系统是在单个机器人的基础上,通过一系列通信和协同算法,实现各个机器人信息共享、协同合作的复杂系统。它能够解决很多单机器人无法解决的问题,具有单机器人系统不可比拟的优势,在很多方面具有广泛的用途。在多机器人系统运作中,首先需要解决的是多机器人的定位和协同控制问题。本课题根据实验需求,设计了一套包含领航者和跟随者的多机器人系统用于研究定位和编队问题。其中把跟随者划分为感知层、驱动层、网络通信层和运算控制层四个层面进行设计,所设计出的跟随者具有自定位和协同定位功能,并且各机器人在无线网络下共享信息。跟随者上配备摄像机感知外部环境,利用颜色特征检测动态背景下的运动目标以及投影定位法确定目标的图像坐标。为了使目标保持在图像成像平面中心,利用提取到目标的图像位置信息作为反馈信号,设计双闭环PID视觉跟踪控制器并在线整定控制器参数。在摄像机对准目标后,跟随者上的激光测距传感器和绝对值编码器可获取到跟随者与运动目标的相对距离和角度。为了能确定机器人组与外部路标的相对位置,对这些环境中的局部信息运用卡尔曼滤波进行多机器人定位。本文分别研究了多机器人的自定位方法和协同定位方法,前者易于实现和扩展,但由于领航者采用航位推算从而会有累积误差。而后者则不会有累积误差且能更好地利用多个机器人的观测信息,但会占用较多运算和通信资源,在用集中式计算方式实现显得尤为突出。分布式的协同定位算法能够减少资源的占用,并且易于移植到以后新增的跟随者上,但代价是定位精度的降低。在得到机器人在环境中的定位后,研究多机器人的编队控制问题,其中研究了Leader-Follower和虚拟结构两种编队方法。Leader-Follower编队方法中采用l-φ策略建立误差模型和设计编队控制器;而虚拟结构则将编队问题转化成单个机器人的轨迹跟踪问题,在建立单个机器人的位姿误差模型后利用Backstepping设计方法构造Lyapunov函数得到轨迹跟踪控制器。在仿真对比中,后者的编队效果相对更好。最后,把虚拟结构编队法和自定位方法运用到实际系统上进行验证,其实际运行效果良好。
其他文献
目的研究白花蛛毛苣苔不同极性部位及苯乙醇苷类化合物对H2O2诱导PC12细胞氧化损伤的保护作用及其对Nrf2/ARE信号通路下游基因HO-1和GCLC表达的影响。方法对白花蛛毛苣苔各极
贫困是一个国家面临的最重要的民生问题之一。随着我国居民整体收入水平的提升和贫困特征的复杂化,收入已经不再是造成贫困的唯一因素,教育、医疗、家庭生活压力、生活基础设
樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)人工林是我国辽西北风沙区三北防护林的重要组成部分,对该地区的防风固沙和固碳增汇起着至关重要的作用。经调查发现,在三北防护林地区樟子松林中存在多种形式的人为干扰活动,例如放牧、农耕、人为采摘等,对当地的森林生态系统造成了一定的影响,并且成为限制樟子松人工林发展的重要因素。土壤有机碳是全球碳库中不可或缺的一部分,土壤有机碳分解主要表
植物对高温胁迫能产生不同水平上的响应,然而木本植物在转录和代谢水平上如何响应高温还不清楚。毛白杨(Populustomentosa)是常见的城市绿化树种。本研究以毛白杨实生苗为研究材料,设置25℃常温对照和45℃高温处理,对叶片进行了细胞结构、生理指标、转录组及代谢组等水平上的测定,并对筛选的关键基因构建载体、遗传转化拟南芥和杨树,主要取得了以下结果:(1)通过扫描电镜观察发现杨树在高温组中(45
随着时间序列数据挖掘技术的广泛应用,时间序列的相似性度量方法研究是一个重要的研究方向。针对传统的直接利用时间序列相关系数(皮尔逊、斯皮尔曼)和距离(欧氏距离、动态时
基于动态目标的多移动机器人围捕问题是当前多机器人控制领域的热点之一。本文基于预测-规划-执行的多机器人围捕算法思想,将围捕问题分解为基于动态目标运动状态的轨迹预估
本文选取马来西亚著名语言学家萨兰·考尔·吉尔(Saran Kaur Gill)2014年出版的学术著作《多民族马来西亚面临的语言政策挑战》(Language Policy Challenges in Multi-Ethnic Malaysia)中第5-6章的翻译作为研究对象。翻译此书的目的之一是为我国的语言政策规划者和研究者提供有研究价值的学术材料;目的之二是笔者可以将所学的翻译理论和翻译技巧学以
本论文工作通过在三苯胺对位引入具有电化学活性的噻吩、吡咯以及二茂铁环的方式对三苯胺化合物进行修饰。成功制备出了一系列新型三苯胺衍生物单体:4,4,4"--三噻吩三苯胺(PT
随着工业时代向科技时代的迈进,二十世纪下半叶以来,大量废旧厂房处于城市重要路段无人问津。拆除这些废旧厂房无疑需要耗费大量人力、物力和财力,对其进行改造与再利用,是当今绿色设计新理念的体现。如何处理这些废旧厂房或者对其进行设计改造和再利用,已成为现代都市日益凸显的难题。本文通过查阅各类建筑设计及其相关资料,借鉴国内外老工业基地改造再利用的成功案例与经验,通过制定与废旧厂房相适应的改造策略与方法,遵循
智能电网建设是根据我国能源分布与负荷消费地域分布特点,适应我国当前和未来社会发展所采取的电网发展方式,对各类能源,尤其是大规模风电和太阳能发电的计入和送出适应性强,