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基于社团和多级拓扑的机器人群体编队算法
1
作者 陈世明 丁贤达 化俞新 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2015年第23期54-58,124,共6页
为解决机器人群体难以形成与保持稳定队形的问题,通过引入社团划分和牵制控制思想,提出了一种基于社团和多级拓扑的机器人群体编队控制算法。基于层次聚类算法,将机器人群体分成若干社团并找出每个社团中的固定牵制机器人;设计一种多级... 为解决机器人群体难以形成与保持稳定队形的问题,通过引入社团划分和牵制控制思想,提出了一种基于社团和多级拓扑的机器人群体编队控制算法。基于层次聚类算法,将机器人群体分成若干社团并找出每个社团中的固定牵制机器人;设计一种多级拓扑使其成为各社团中机器人的基准队形;设计了一种机器人群体编队及避障控制器,控制器中形状调节力和方向控制力分别解决了社团中可能出现的局部极小值和队形的结构方向不确定问题,实现了群体队形的形成与保持。仿真实验证明了该算法的有效性。 展开更多
关键词 机器人群体 社团划分 牵制控制 多级拓扑 编队控制
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基于MPI的分布式并行Gazebo仿真优化与测试 被引量：5
2
作者 蒋化南 张帅 +1 位作者 林宇斐 李豪 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2021年第S02期672-677,692,共7页
Gazebo作为机器人通用仿真平台,能够在复杂的室内和室外环境中准确模拟机器人行为,并在单节点上支持多机器人的协同仿真。但执行仿真任务中如果启动成百上千台机器人,通常会发现Gazebo性能参考值(RTF)仿真实时比会降低两个数量级,甚至... Gazebo作为机器人通用仿真平台,能够在复杂的室内和室外环境中准确模拟机器人行为,并在单节点上支持多机器人的协同仿真。但执行仿真任务中如果启动成百上千台机器人,通常会发现Gazebo性能参考值(RTF)仿真实时比会降低两个数量级,甚至出现仿真错误的情况,仿真性能会成为其主要制约因素。为了实现机器人集群的高性能仿真,探索了基于MPI的跨节点ROS+Gazebo仿真平台搭建方法,核心过程是针对确定的仿真任务进行并行划分,可采用编号划分或区域划分,将划分好的各个子任务部署到各计算节点的Gazebo上进行仿真,最后通过Gazebo之间的MPI进程通信保证仿真的同步和一致性,以此实现机器人分布在不同计算节点上的协同仿真。同时编写了固定翼和四旋翼同构和异构的仿真测试案例,通过脚本程序读入world配置文件和roslaunch文件来实现,设计了对用户友好的与ROS类似的启动方式,进行了单节点和跨节点的性能测试,验证了分布式并行仿真的优越性。 展开更多
关键词 MPI Gazebo ROS 机器人集群 高性能仿真
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林草特种机器人集群技术现状与展望 被引量：1
3
作者 吴金霆 王琢 +1 位作者 张子超 王乃宇 《林业机械与木工设备》 2023年第2期22-30,共9页
随着林草领域中火灾扑救、环境监测、信息采集等多种类型特种机器人研究的开展,智能化技术越来越多地应用于生态文明建设。林草特种机器人朝着全自动无人化方向快速发展,而对于火灾扑救、资源调查等复杂任务而言,对多机智能系统协同能... 随着林草领域中火灾扑救、环境监测、信息采集等多种类型特种机器人研究的开展,智能化技术越来越多地应用于生态文明建设。林草特种机器人朝着全自动无人化方向快速发展,而对于火灾扑救、资源调查等复杂任务而言,对多机智能系统协同能力等的需求变得日益迫切。相对于单机器人巡检,机器人集群能够更高效地应对复杂场景。在机器人集群技术研究中,要根据系统需要实现的功能,结合自然界中生物的集群行为来完成整体框架,并通过编队控制技术实现以上功能。研究中总结了林草特种机器人和集群技术的国内外研究现状,分析了生物界中的集群行为,以及领航-跟随法、人工势场法等主流编队控制算法,展望了林草特种机器人集群技术发展的方向和需要攻克的难题。 展开更多
关键词 机器人集群 林业巡检 集群行为 领航-跟随法 人工势场法
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水下仿生机器人集群节能关键技术综述 被引量：2
4
作者 赵荞荞 张立川 +1 位作者 刘禄 潘光 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期576-583,共8页
水下仿生机器人集群具有冗余性高、机动灵活、任务执行范围广等优势,可应用于水下环境信息收集、水下目标监测、资源勘探等领域。一直以来,能量消耗问题都是水下仿生机器人集群工程应用中重点关注的问题。大自然存在的生物集群运动现象... 水下仿生机器人集群具有冗余性高、机动灵活、任务执行范围广等优势,可应用于水下环境信息收集、水下目标监测、资源勘探等领域。一直以来,能量消耗问题都是水下仿生机器人集群工程应用中重点关注的问题。大自然存在的生物集群运动现象启发了水下仿生机器人集群节能运动关键技术的研究,从水动力和集群控制角度,对水下仿生机器人集群节能关键技术的国内外研究现状进行了论述,涉及生物集群运动的节能机理、水下仿生机器人流场信息感知和集群协同控制,分析和总结了水下仿生机器人集群节能关键技术发展趋势。 展开更多
关键词 水下仿生机器人集群 生物集群节能机理 流场信息感知 集群控制
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动物集群行为的机制和应用 被引量：1
5
作者 刘小峰 陈果 +1 位作者 刘宇 王希 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第23期3063-3076,共14页
动物集群行为是指群体内个体在有或无领导者的情况下,根据周围的局部或整体信息相互协调运动或做出相应的行为决策.这是一个典型的具有涌现性质的复杂系统,个体间的相互作用导致群体整体行为与所有单个个体行为的简单加和有相当大的差异... 动物集群行为是指群体内个体在有或无领导者的情况下,根据周围的局部或整体信息相互协调运动或做出相应的行为决策.这是一个典型的具有涌现性质的复杂系统,个体间的相互作用导致群体整体行为与所有单个个体行为的简单加和有相当大的差异.几十年来,动物的集群行为吸引了各领域研究人员的关注,从统计物理学、生物学、神经科学、计算机科学和控制论等各个角度对该问题进行了研究,取得了诸多重要的成果.本文从集体决策、运动控制和神经学基础三个角度出发,综述了动物集群行为的表层和底层实现过程.这些研究和发现对集群运动的仿生应用有着广泛的启示意义和应用前景.本文旨在为从事计算机和机器人行业的研究人员提供跨学科视角,并为未来动物集群运动研究提供一些有潜力的方向和新思路. 展开更多
关键词 集群行为 集体决策 集群模型 神经基础 多智能体系统 仿生集群机器人
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带自适应整定参数的机器人达尔文粒子群优化算法
6
作者 余志鹏 《自动化仪表》 CAS 2015年第3期81-85,共5页
对基数庞大的机器人群族引入达尔文粒子群优化算法(DPSO)。该算法将自然选择应用到粒子群算法中,对整个机器人群族进行动态分割,根据上下文评价指标配合机器人行为对机器人的行为进行预测,提高了机器人群族运动的最优逃脱方案成功率。... 对基数庞大的机器人群族引入达尔文粒子群优化算法(DPSO)。该算法将自然选择应用到粒子群算法中,对整个机器人群族进行动态分割,根据上下文评价指标配合机器人行为对机器人的行为进行预测,提高了机器人群族运动的最优逃脱方案成功率。仿真试验表明,通过对该算法的输入参数进行自适应整定,可以改进系统的收敛率,增加通信的约束,使整个机器人群族在未来更大的范围内有效驱动数量更大的无线机器人群族。 展开更多
关键词 RDPSO 机器人群族 上下文评价 自适应 感知能力
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动态环境下群体机器人同步的分布式控制 被引量：2
7
作者 杨茂 李成凤 田彦涛 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期497-502,共6页
针对群体机器人系统的动力学模型中动态环境下的同步问题,利用个体之间的相互距离提出了连接矩阵的方法,设计了基于局部信息交互的分布式控制器,并利用Barbalat引理进行了稳定性分析。该控制器无论是在切换拓扑还是固定拓扑关系下,都能... 针对群体机器人系统的动力学模型中动态环境下的同步问题,利用个体之间的相互距离提出了连接矩阵的方法,设计了基于局部信息交互的分布式控制器,并利用Barbalat引理进行了稳定性分析。该控制器无论是在切换拓扑还是固定拓扑关系下,都能够使得系统中的所有个体在动态环境下收敛至同一速度。仿真试验结果表明,该控制器能有效地实现群体机器人的同步。 展开更多
关键词 机器人技术 群体机器人 分布式控制 稳定性分析 同步
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