● 摘要
随着计算机技术、控制理论、人工智能理论、传感器技术等的不断成熟和发展，由多学科交叉而形成的机器人学研究进入一个崭新的阶段。多机器人系统的研究就是在这种技术背景下提出的，并随着机器人学的不断发展而逐渐成为机器人学研究的一个重要分支。本文依托国家863计划重点项目“机器人模块化体系结构设计”，对模块化群体机器人系统的基本算法进行了研究和分析。 首先，在Sambot单体模块相对定位方法研究的基础上，提出一种群体机器人测距的分布式定位策略，即Swarm-Odometry算法。这种算法利用机器人之间的局部信息资源共享，来降低单体模块的定位误差，使每个模块都可以有效的到达目标。在算法设计完成基础上，通过仿真平台对此算法进行了实验验证和分析。 其次，在Sambot群体机器人平台上，提出一种基于人工势场的多机器人探测环境方法。探测过程是基于栅格地图的完全未知的环境中进行的。在群体机器人系统中引入机器人之间的排斥力，并实现了群体机器人系统探测环境的协作性。在算法设计完成基础上，对算法进行了验证和分析。 最后，基于现有的Sambot群体机器人平台上，提出一种分布式自组装控制策略。在自组装过程中，每个Sambot模块都通过比较当前的连接状态和目标构型中的连接状态，从而决定出下一个被动对接方向，循环执行，直到目标构型的实现。在此基础上，对自组装控制算法进行仿真实验验证和实物实验验证，得出此算法在Sambot群体机器人平台的有效性。