题目：面向环境探测的多机器人行为协调与任务协作

环境探测是移动机器人领域的一个基本问题，在灾害现场搜救、高危地形的勘探等问题上发挥着重要的作用。与单个机器人相比，多机器人系统可以完成一些单机器人难以完成的任务。同时，多机器人群体的任务执行也可以节省工作时间，提高工作效率。随着多机器人系统的发展，多机器人系统将在未知环境探测任务中扮演越来越重要的角色。本文围绕多机器人未知环境探测问题，从多机器人的任务协作与行为协调方面着手进行研究，主要的研究内容包括：

（1）环境建模与路径规划。本文使用栅格地图表示环境，通过对环境中障碍物区域使用膨胀操作完成环境建模，并在此基础上，实现了基于Dijkstra算法的快速路径规划算法。

（2）多机器人的SLAM实现算法。结合多机器人SLAM问题的特点与要求，本文通过Rao-Blackwellized粒子滤波器实现了快速SLAM算法，并通过局部地图之间的关联融合，完成全局地图的生成。

（3）面向任务协作的探测区域分配策略。本文采用基于边界的候选探测区域生成策略，综合考虑探测效用与探测代价实现了一种新的探测任务分配算法，并通过二步优化保证了算法性能。

（4）多机器人环境探测过程中的行为协调算法。结合环境中的障碍物、边界区域以及其他机器人的位置信息，使用人工势场法对机器人的探测行为实现进一步的调整与优化，保证多机器人探测过程中的行为协调。

最后本文结合实验室广角摄像机，便携式计算机，无线网络以及能力风暴移动机器人等设备搭建了多机器人环境探测综合实验平台，在此平台上进行了算法验证和分析。仿真实验与基于多机器人综合实验平台的模拟实验证明了本文提出的面向任务协作的探测区域分配策略与行为协调算法的有效性与可行性，可以推广应用于多机器人环境探测系统中。