基于flocking的群机器人自组织行为的研究

1144766066 · 发表于 2022-4-27 10:05:46

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雅宝题库解析：
群机器人学的研究对象是数目众多且功能单一的机器人，通过局部交流和感知来协调完成由单个机器人很难完成的任务。群机器人的集体行为包括模式形成，自组装，自配置等。Flocking行为是集体行为的一种，它的含义是一大群个体协调一致朝一个方向共同移动。当前针对flocking行为的研究主要集中于无目标方向和有单一目标方向的情况，只适用于简单场景，无法适应如存在多个食物源或者障碍物等较复杂场景，因此本课题研究了群机器人在给出两个目标方向条件下的自组织flocking行为。首先研究了群机器人自组织flocking行为所要达到的功能，将flocking行为划分成三个基本行为：接近控制，列队控制，目标方向控制，作为flocking行为的基本行为集。研究列队控制中的交流策略，提出一种机器人互相发送所接收到的运动方向的平均方向的交流策略，建立基于基本行为集的机器人控制器力学模型，完成个体机器人控制器设计及实现。然后对群机器人的flocking行为进行了实验。实验为递进关系，分为几部分：单一行为控制实验，两个目标方向的组合行为权重实验以及两个目标方向实验。重点在于两个目标方向的实验。通过实验，找到了能够使群机器人系统在两个目标方向情况下，不分裂且共同运动的较优的基本行为权重；验证了采用flocking基本行为集和modified info-aware策略可以解决两个目标方向情况下群组分裂题目；确定了两个目标方向下的flocking行为评价标准，实现两个目标方向下群机器人flocking行为沿着平均方向运动；最后证明了目标方向夹角和已知不同目标方向的机器人数目差异比例共同决定了两个目标方向下的群机器人flocking行为结果。

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