Система управления коллективом мобильных роботов

• Автор: Рыжова, Татьяна Павловна
• Шифр специальности: 05.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 184 с. : ил.

Оглавление

Введение
1. Анализ проблем и задач мультиагентного управления. Общая концепция построения МРТС
1.1. Обзор существующих МРТС
1.2. Общие принципы построения мультиагентных систем
1.3. Управление коллективом роботов
1.3.1. Стратегии группового управления
1.3.2. Методы глобального планирования в централизованных системах
1.3.3. Методы глобального планирования в децентрализованных системах
1.3.4. Методы локального планирования
1.4. Применение РТС при проведении поисково-спасательных
работ
1.5. Общая концепция построения МРТС
1.5.1. Состав МРТС
1.5.2. Структура системы управления МРТС
1.5.3. Организация информационного обмена
Выводы
2. Глобальное планирование
2.1. Задачи, решаемые МРТС
2.1.1. Маркировка безопасных маршрутов эвакуации.
Постановка задачи
2.1.2. Нейтрализация очагов химического заражения.
Постановка задачи
2.2. Централизованное распределение задач в коллективе роботов

2.2.1. «Ценовой» алгоритм распределения задач в
коллективе роботов
2.2.2. Генетический алгоритм распределения задач в
коллективе роботов
2.2.3. Сравнительный анализ алгоритмов централизованного распределения задач в коллективе роботов
2.3. Мультиагентное распределение задач в коллективе роботов
2.4. Мультиагентное разбиение коллектива роботов на группы
Выводы
3. Локальное планирование
3.1. Формирование траекторий движения роботов
3.1.1. Метод «потенциалов»
3.1.2. Перемещение роботов к целевым точкам в среде с препятствиями
3.1.3. Равномерное распределение роботов в рабочей зоне
3.1.4. Исследование устойчивости решения при равномерном распределении роботов в рабочей зоне
3.2. Навигационная система МРТС
3.2.1. Определение координат робота. Интегрирование
уравнений кинематики
3.2.2. Определение координат робота. Метод триангуляции
3.2.3. Использование рекуррентного фильтра Калмана
Выводы
4. Управляющий центр МРТС
4.1. Блок формирования команд
4.2. Блок обработки данных
4.3. Построение картограммы заражения рабочей зоны
4.4. Определение параметров очагов химического заражения

4.5. Правила составления прогнозов
4.6. Построение безопасных маршрутов эвакуации
Выводы
5. Экспериментальные исследования
5.1. Программная модель МРТС. Реализация разработанных алгоритмов
5.2. Твердотельная динамическая модель МРТС с учетом
сенсорной системы роботов
5.3. Рекомендации по проведению натурного эксперимента
5.4. Перспективы использования полученных результатов
Выводы
Основные результаты и выводы
Список литературы
Приложение А. Мультиагентное распределение задач в группе
роботов. Программный код модели, разработанной в ПК AnyLogic
Приложение Б. Исходный код программной модели МРТС
Приложение В. ПК «V-Rep». Твердотельная динамическая модель
МРТС. Скрипты
Приложение Г. Акты использования результатов работы

В качестве вспомогательного оборудования могут выступать системы определения координат роботов (набор базовых модулей), различные датчики дополнительной информации об окружающей среде (например, метеостанция), расположенные в рабочей зоне, и т.п.
1.5.2. Структура системы управления МРТС
Система управления МРТС должна удовлетворять модульному принципу, что позволяет использовать ее в различных приложениях путем замены или модификации отдельных специализированных модулей, входящих в ее состав.
На рисунке 1.17 приведена структура разработанной модульной системы управления МРТС, построенной по иерархическому принципу и удовлетворяющей гибридному типу РТС.
Рисунок 1.17. Структура системы управления МРТС В функции человека-оператора входят выбор и назначение команд управления, а также наблюдение за состоянием системы.
Верхний уровень представляет собой управляющий центр, включающий блок формирования команд и блок обработки данных. Первый