多智能小车编队控制及3D实时仿真

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:UsherChen2431
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近年来,科技的革新促进机器人技术飞速发展,伴随着机器人智能化程度的提升,机器人在许多领域得到应用,为经济发展、社会进步做出巨大贡献。由于机器人的工作环境和工作复杂程度提高,使用单个机器人难以应对,因此多智能机器人协调工作成为机器人技术研究和发展的一个重要领域。多智能机器人编队作为多智能体协调控制的一个重要发展方向有广阔的应用前景,在工业、农业、军事等领域得到了广泛应用。目前对多移动机器人编队的研究主要从两个方面出发:路径规划和编队生成。常见的路径规划方法有:人工势场法和遗传算法。多机器人编队主要方法有:跟随领航者法、基于行为法、虚拟结构法。本文选取智能小车为研究对象,采用一种改进型的跟随领航者法,在编队过程中引入了一个虚拟机器人(VR)辅助实现多智能小车的编队。基于两轮智能小车建立了连续系统运动学模型,并根据虚拟机器人跟踪的编队控制方法设计了控制器。考虑到实际系统中智能小车的控制信号为离散信号,建立了两轮智能小车系统离散模型,并根据虚拟机器人跟踪的控制方法设计了控制器。智能小车之间采用网络通信,由于网络的特性在通信中不可避免的存在时延和数据丢包问题,为减小这些不利因素的影响,引入了预测控制机制来改善系统的性能。最后,本文设计了一个网络化3D实时仿真平台,该实验室通过3D技术、Flash技术为用户构建了一个虚拟实验室系统。使用者可以通过网络浏览器远程进行实验。本实验平台可以很好对多智能小车系统编队进行3D实时仿真。
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