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1、1相比较单个机器人而言,多个移动机器人组成的系统体现了一定的优越性:(1)对环境表现出较强的适应能力(2)承载能力强(3)鲁棒性高目前,对多机器人系统的研究领域主要有多机器人系统的体系结构、协调控制、路径规划、导航定位和多机器人之间的通信交流等。7.1 多机器人系统2多机器人群体控制系统一般分为集中式控制结构和分布式控制结构。集中式控制结构如图 a)所示,它存在一个主控单元,集中掌握了环境中全局信息,并且整个单元中所有机器人的信息全部集中在主控单元上,系统所有的信息将进行集中式处理。集中式控制机构普遍用于机器人数量较少且环境较为简单的工作情况中。7.1 多机器人系统3分布式控制结构如图b)所示
2、,它不存在主控单元,系统中不存在控制与被控的关系,每个机器人之间都是对等的。分布式控制结构可以增加机器人的数目,灵活性较高,适用于动态环境下的工作空间。7.1 多机器人系统4由一个主控单元来控制所有机器人,获取机器人当前位置、环境信息、处理数据和制定策略等,为每一个机器人提供最新的全局信息,而每一个机器人采用分布式控制结构,都是一个独立平等的“个体”,与其他机器人实现信息的交流和互换,由主控单元获取的全局信息自主规划路径。7.1 多机器人系统5根据系统组成可以将多机器人系统分为两类,一类是同构多机器人系统,另一类是异构多机器人系统。同构多机器人系统是指由硬件设备相同或者能力相同的机器人群组成;
3、异构多机器人系统指由硬件设备迥异或者能力不同的机器人群组成。对于异构机器人协同过程中如何使每个不同的机器人发挥自己的优势,出色地完成复杂任务,是异构多机器人系统需要重点解决的问题之一。7.1 多机器人系统6多机器人系统对于多种应用场合都具有良好的适用性,由于机器人可结合任务要求,在既定的空间内将自身位置调整到目标位置,因此大幅度降低了工作环境对其形成的束缚。从工作模式的层面而言,多机器人要求搭配科学合理的协作机制,从而让多个机器人能够彼此协作,实现一些难度较大的任务。这种机制主要涵盖两方面的内容:首先,各类机器人要求在特定的任务要求下进行合理的分工,彼此协作之后达成预期的目标,这是该系统主要的协作部分;其次,各设备在独立行动过程中,其通常要求规避机器人互相冲突的情况,从而让各项行为活动具有高度的统一性和一致性,这是该系统关键的协同部分。7.1 多机器人系统7为了使多机器人系统以某种形式上的协作完成复杂任务,必须建立一个能够达成机器人之间交流和活动的体系系统。多机器人系统研究包括控制系统、控制方式、连续性等一系列的研究。多机器人系统复杂性高、动态性强、存在时变及耦合的问题给系统的设计及后续开发带来了不少问题,其中又以分布式人工智能的控制问题,多机器人之间的通信问题等最为常见。7.1 多机器人系统