机器人足球 第四章 多机器人规划.ppt

第四章多机器人规划 2内容提纲?为什么需要多个机器人完成任务? ?多机器人系统的分类?多机器人系统的路径规划思想 3 1. 多机器人系统的必要性?通过群体行为完成某种任务在自然界中无处不在。?如,蜂群,蚁群,菌群?虽然有的任务中只需要单个机器人,但是有的任务需要多个机器人。比如,探索一个未知的星球,推动物体,清理有毒垃圾。 4 ?多机器人系统相对单机器人系统的优势?在某些情况下,使用多个小的、简单的机器人比使用一个大的、复杂的机器人完成任务具有更高的效率?设计者可以选择一些折衷的设计方案?更加经济,可扩展,具有更好的抗失败能力?简单机器人比复杂机器人的造价低?多机器人系统可包含不同数量的简单机器人?多个简单机器人执行任务失败的概率比单个复杂机器人执行任务失败的概率低 5 ?群体机器人系统的两个极端?一个群体可以由完全自治的机器人组成,它们两两之间可以通信。?另一个群体由受远程控制的多个附属物组成, 而整个群体可以看成是一个具有分布式执行器的单机器人系统。 6 ?多机器人系统称为群体机器人系统( Collective of Robots ),或者叫蜂群( Swarm ),表示为{r i} ?机器人成员在功能上不存在依赖性,也不存在持久的物理连接?由单个机器人构成的系统为单机器人系统, 表示为 R 7 Agent 角度对任务的分类? 本质上需要多 Agent 才能完成的任务?两把距离遥远的钥匙,必须被同时旋转才能打开某一扇门(需要多个 Agent ) ?两把距离较近的钥匙,必须被同时旋转才能打开某一扇门(需要一个 Agent ) ?两把距离遥远的钥匙,必须在一段时间内均被旋转才能打开某一扇门(需要一个飞速的 Agent ) 8 ?注:两个 Agent 只有通过通信才能完成以上任务?执行任务的初始时,通过同步时钟,然后约定在某个时刻同时旋转钥匙?在一个 Agent 旋转钥匙的同时,发信号给另一个 Agent 9 ? 传统上,由多个 Agent 完成的任务?现代运输、工业生产(流水线)、农业、渔业?这类任务的特点: ?执行任务之初, Agent 相互通信用于分配任务?每个成员单独执行任务,忽略其他成员的存在?这类系统的缺点?群体成员未感知到的任务不会被完成 10 ? 本质上由单 Agent 完成的任务?在单个地点上的单任务?这些任务的解决不宜采用多 Agent 群体