基于博弈论的多机器人任务分配算法

为了寻找一种合理有效的多机器人任务分配算法,基于多机器人协作救火任务环境,以博弈论纳什均衡为基础,研究多机器人的任务分配问题。根据任务模型特点和纳什均衡的主要特征提出了一种基于博弈论的任务分配算法。博弈的效用函数同时考虑了距离、火势和燃烧时间等因素,机器人根据此效用函数选择行为策略,促使机器人尽快扑灭惩罚值较大的火灾而获得较大的奖励值。利用任务总收益函数值的大小评价算法的优劣性。收益函数与火势、燃烧时间和机器人扑灭火灾数有关,这切合实际救火模型。实验结果证明了该任务分配算法的有效性。     

智能环境下移动机器人任务规划与执行系统架构设计

针对移动机器人的应用需求,研究并建立与人共存智能环境中对人友好的通用任务规划与执行系统(HFPES)的模型与架构,包括建立分布式机器人系统的MAS模型.在完全分布式结构的基础上,加入集中式结构的优点,引入复合Agent和移动Agent概念,建立一种高可靠性的分布式机器人系统的多Agent结构.同时针对系统中机器人智能体给出其Agent建模的分层混合结构,包括任务计划层、任务分配层、IAAs管理层、自主规划层和构件管理层,并采用多Agent协商的方法进行任务规划分配,有效解决了环境动态未知性带来的问题.通过这种任务分配、执行方式可以最大程度上实现智能构件环境下机器人系统的自主运行,增强系统的稳定性和可靠性.     

基于Petri网的多机器人协作任务分配与导航研究

研究了基于Petri网理论的多移动机器人任务分配和导航策略问题.针对有限空间环境下的物科收集协作任务,提出了一种机器人路径选择方法,并建立了基本路口单元和工作空间的Petri网模型.通过任务分配模型实时规划物科仓库内的机器人,并对具有拐角特征的多机器人路径冲突给出了消解方法,建立了机器人冲突协调模型.通过分析任务冲突协调模型,避免了多机器人运动路径冲突.最后仿真实验验证了提出的多机器人任务规划方法的有效性.     

一种多UAV混合动态任务分配方法

该文研究了战场环境下突发新任务的多无人机(UAV)动态任务分配问题,围绕任务分配过程中的时间复杂度和通信复杂度要求,在对任务及无人机分组的基础上,建立了无人机及无人机组执行任务的状态信息描述模型。提出了一种多UAV混合动态任务分配方法,将原问题分解为分组级任务分配和组内成员级任务分配两个层次,分别采用改进的粒子群改进鱼群算法(PSO-FSA)和分布式拍卖算法进行求解。仿真实验表明,该文方法能够降低任务分配问题求解的规模,具有低时间复杂度和低通信复杂度的特点,是一种有效的动态任务分配方法。     

基于分区的多机器人任务分配

针对传统集中式分配和分布式分配所存在的不足之处,提出了一种基于分区的多机器人任务分配策略。先根据效用矩阵对多机器人系统的进行分区,再在各自分区中利用原有的算法进行分配。该分区方法简单易实现,通过实验证实分配后全局最优化程度高,且面对大规模动态任务时,也能具有很高的实时性。     

基于能量惩罚的多机器人任务分配优化方法

针对多机器人任务分配中存在的能量消耗不均衡问题,提出了基于能量惩罚策略的遗传算法完成任务分配与任务序列的优化过程.首先,建立多机器人任务分配的数学模型,每项任务设定不同的难度系数,以机器人完成任务所消耗的总能量为优化目标,并确定安全能量的约束条件;然后在每次迭代中通过计算每个机器人相对平均能耗的超额进行能量惩罚以寻求能...     

露天煤矿下多机器人协同煤矿搬运方法研究

针对露天煤矿下多机器人协同煤矿搬运问题,建立了由控制中心、无线网关和无线传感器组成的无线传感器网络来控制多个机器人协同工作。为了实现高效的合作,以任务完成时间衡量机器人的合作效率,提出了基于效率最优的任务分配机制,采用蚁群算法,由控制中心进行集中式任务分配,并通过无线传感器网络告知机器人,实现了多机器人合作。利用无线传感器节点的定位信息,采用基于到达时间差的定位方法实现了机器人定位,使得机器人可在露天煤矿自主搬运煤矿。搭建了无线传感器网络,并用Pioneer III机器人和能力风暴机器人模拟煤矿搬运,模拟结果证明提出的方法可以实现露天煤矿下多机器人的协同控制,使机器人在最短的时间内完成任务。     

露天煤矿下多机器人协同煤矿搬运方法研究

针对露天煤矿下多机器人协同煤矿搬运问题,建立了由控制中心、无线网关和无线传感器组成的无线传感器网络来控制多个机器人协同工作.为了实现高效的合作,以任务完成时间衡量机器人的合作效率,提出了基于效率最优的任务分配机制,采用蚁群算法,由控制中心进行集中式任务分配,并通过无线传感器网络告知机器人,实现了多机器人合作.利用无线传感器节点的定位信息,采用基于到达时间差的定位方法实现了机器人定位,使得机器人可在露天煤矿自主搬运煤矿.搭建了无线传感器网络,并用Pioneer III机器人和能力风暴机器人模拟煤矿搬运,模拟结果证明提出的方法可以实现露天煤矿下多机器人的协同控制,使机器人在最短的时间内完成任务.     

宏观建模与多机器人自组织任务分配

针对两个紧耦合子任务的任务分配问题,从宏观层面上进行了数学建模,通过求解该数学模型,获得了任务分配需要遵循的基本分配原则.根据该原则设计了一个随机任务选择模型以及相应算法,通过统计机器人操作子任务的时间,算出每个子任务的选择概率,然后以该概率随机选择子任务.对基于该算法的随机系统进行了统计建模,分析表明该算法下任务分配结果与基本分配原则保持一致.最后,建立了一个多机器人物品搬运仿真实验系统,将任务分配算法应用到该系统,分析了算法的有效性以及各种参数对实验结果的影响.     

基于扩展能力评价值的多机器人系统任务分配

在分析了基于行为主义和基于协商主义的任务分配方法的适用性后,提出一种基于扩展能力评价值的多机器人系统任务分配算法,定义了扩展能力评价值的概念.首先对机器人能力、任务需求能力、历史经验、信用度进行数值化描述,在此基础上定义了扩展能力评价值的概念,并建立了扩展能力评价值的数学模型,包含能力匹配函数、历史经验、信用度3个因素.最后在足球多机器人系统仿真平台上进行实验仿真,结果表明了算法的有效性,实现了任务到机器人的最佳映射.     

基于集对贴近度的多机器人能力评估

为解决多机器人任务分配的问题,把集对分析的思想引入机器人能力综合评估中,利用多属性决策方法对任务的多项指标进行评估.将多个指标组成的指标集视为由多个指标组成的指标空间,运用欧式空间权距离的方法分析集对贴近度.采用贴近度算法进行大样本仿真和分析,仿真结果表明了该算法的有效性,同时该算法对相似的结果可进行有效区分.     

A new coordination method for multi-robot system

This paper proposes a new coordination method for multi-robot system. The state space for a multi-robot system is constructed according to the task requirements and system characteristics. Reachable state for the system is constrained by the system's internal and external constraints, under which the task is executable if there exists a state transition trajectory from the initial to the goal state in its state space. If the task is realizable, the feasible or the optimal strategy for task execution could then be investigated in the state space. Otherwise, the task could be modified to be realizable via adjusting system's configurations and/or task constraints, which provides critical guidance for system reconstructions. This contributes to the designing and planning of the robotic tasks. Experiments of multi-robot formation movement are conducted to show the validity of the proposed method.     

一种WSN环境下多机器人协作式声源定位方法

研究多机器人协作式任务执行具有现实意义。针对目前机器人声源定位算法不能满足多机器人协作式搜寻声源的场合,提出一种无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)环境下的多机器人窄带声源定位方法。该方法根据接收信号强度对多个机器人的全局坐标进行测距定位,利用到达时间差(Time Difference of Arrival,TDoA)定位方法估计机器人与声源的相对距离,并结合全相位傅里叶变换(all-phase FFT,apFFT)算法提高相对距离的估计精度,最后通过测距定位算法得到声源的全局坐标值。在4个WSN节点和3个机器人组成的系统中进行方法测试,实验结果表明：该方法能实现三机器人协作式的声源定位任务,定位准确率较高,可满足搜救场合中声源定位的要求。     

一种适用大规模自主移动机器人的协调机制

通过将显式通信和黑板结构相结合的方式,提出了一种适用大规模自主移动机器人的协调机制,其中包括任务级的协调和运动级的协调.仿真结果表明:该协调机制用较少的通信量实现了高质量的协调,且系统的性能不随执行机器人数目的增加而迅速下降,为大规模自主机器人有效地合作提供了可靠的保证.     

面向多目标搜索的群机器人任务分配研究

针对群机器人在多目标搜索过程中的协作分工问题,受黄蜂群劳动分工的启发,在黄蜂群的响应阈值模型中引入距离变量来解决群机器人多目标搜索中的任务分配问题。当机器人感知到目标信号时,机器人根据当前搜索该目标的机器人数量以及自身距群体最优位置之间的距离决定是否参与搜索该目标信号,从而实现了机器人之间针对搜索不同目标的任务分配。仿真结果表明,该方法有效可行。     

基于强化学习的多机器人合作行为获取

研究了基于强化学习的多机器人学习社会合作行为的问题。通过定义的分配布尔矩阵，对参与任务者进行奖励回报，并综合基础行为，生成状态到行为的新的映射，形成高级的群体合作行为，使得团队作为一个整体受益。讨论了学习社会行为的可行性和必要性，并采用强化学习方法，给出了多机器人传接合作搬运的详细算法实现。     

面向敏捷工艺设计的任务模型及任务分派算法

工艺设计任务分派与进度监控是工艺设计活动组织管理的重要内容 ,应用计算机辅助实现这些功能是提高工艺设计活动总体敏捷性的有效途径。为开发和建立支持工艺设计任务分派与进度监控的敏捷工艺设计系统 (ACAPPS) ,提出了基于网络的分布式并行工艺设计工作模式 ,建立了该工作模式下的工艺设计任务模型 ,针对工艺设计任务的分派给出了一种最大优先分派算法。