管道检测机器人队列的队形形成及队形控制研究

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:killall2009
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目前,多机器人系统的研究是机器人研究领域的热点和难点之一,已经取得了一些理论研究成果。但针对燃气管道检测的实际情况,以燃气管道检测为新的应用环境开展多机器人体系相关理论基础和技术的研究还较少。将多机器人系统引入到燃气管道检测机器人研究领域,开展燃气管道环境下多机器人协作检测的相关研究,对今后管道检测的实际应用有着重要的科学意义和明显的社会经济效益。针对单个管道检测机器人在城市地下燃气管网执行探测任务时,存在运动机构复杂、检测任务单一、检测距离短、检测时期长效率低等问题,提出多机器人协作在复杂管道环境下的优势。论文面向管道检测机器人队列系统,建立系统的行为库、中继通信方式,并确定系统的控制结构。对管道检测机器人个体提出了一种反应式控制结构,以此为基础,构建管道检测机器人队列系统的群体体系结构。同时,提出管道检测机器人队列系统执行协作任务的具体策略。针对管道检测机器人队列的队形及演变问题,首先对管道检测机器人队列进行队形规划,将队形规划为整体展开、局部展开、整体收缩、局部收缩四个部分;将单个管道检测机器人和检测机器人队列的效率进行对比;分析了管道检测机器人队列进入燃气管道的最佳方式;提出了管道检测机器人队列的队形形成和队形演变的具体过程和方法。本文选择Matlab仿真软件,建立管道检测机器人队列的通信模型,确立管道检测机器人队列编队的仿真流程,根据提出的管道检测机器人队列的队形形成及演变方法,对管道检测机器人队列的队形形成和队形演变进行数值仿真验证。
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