机械工程自动化开题报告（多Agent智能机器人群体系统的协调控制策略与实施）.doc

毕业设计(论文)开题报告书 题 目多Agent智能机器人群体系统的协调控制策略与实施 学 院机械学院专 业机械工程自动化姓 名学 号指导教师 教授 职称 讲师 201*年 3月课题来源本课题为省某高校科技研究开发基金项目课题，并有部分继承性。科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等。）随着机器人技术和人工智能技术的发展，如何让多个智能体相互协调、协商来完成任务，即实现多智能体系统（Multi-Agent System），已经成为新的研究热点。作为多机器人系统的研究和实验模型，足球机器人系统是一个多学科交叉的前沿领域，它涉及到机器人学、智能控制技术、通信技术、计算机技术、传感器技术、图像处理和人工智能等方向，在科研方面促进了这些领域的发展。在教育意义上，该研究可以使学生将理论与实践结合起来，提高学生的动手能力、创造能力、协作能力和综合能力。 多机器人系统的研究始于20世纪70年代，一些机器人学的研究者开始将分布式人工智能（DAI）理论应用到多机器人系统的研究中。美、欧、日等发达国家从20世纪80年代中期就对多机器人系统投入了相当大的研究热情，协作机器人学得到发展。早期的研究主要以仿真为主，但近来的研究更强调实际的物理实现。如欧盟设立专门进行多机器人系统研究的MARTHA课题“用于搬运的多自主机器人系统(Multiple Autonomous Robots for Transport and Handling Application)”。协作多机器人系统的快速发展体现为三个方面的相互影响：问题、系统和理论。为解决一个给定的问题，想象出一个系统，然后进行仿真、构建，借用别的领域的理论进行协作。 多机器人系统的潜在应用领域非常广泛。如远地作业、协助军事活动、协助震后搜索与营救、自动化工厂、清除威胁区域和农业机器人等。研究内容在能力风暴机器人小车上，完成下列设计内容：1. 个体功能设计和定义：（1）用红外、光敏、超声等接近觉传感器，搭建出运动物体的感知传感器群，在传感器感知信号的反馈作用下，控制机器人移动小车的跟踪策略以及运行反作用控制方案；（2）完成机器人小车这一智能Agent的软件封装定义。2. 基于多Agent智能系统理论，实现封装后各机器人在指定工作目标下的配合协调；3. 以机器人小车22足球对抗为实例，设计一群体机器人踢足球的DEMO，以验证控制策略的合理性；拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析首先对单个机器人小车进行功能开发，实现小车避障、跟踪光源等功能实施；对每一小车进行功能封装，使其在接受外界多种传感信号输入时能对执行设定目标进行判断和运动决策；实现多小车间信号互传，在群体活动中通过互相配合和信息传输，在大目标前提下，随时设定自己短期新目标并执行自己封装功能，完成群体配合功能。由于学院有较完善的实验系统（包括机器人和实验场地），本课题的实验，程序运行调试就很 方便，从而能保证该设计的可行性。研究计划及预期成果1、 收集资料，通过对能力风暴机器人的编程实践，增强对机器人小车结构的认识和小城传感器的使用。2、 掌握Agent系统理论，针对机器人小车的足球运动，建立适应该活动的Agent系统规则；3、 完成单个足球机器人自我目标实现功能的封装程序设计。4、 实现各机器人在指定任务下的协调配合（包括通讯方式、任务分解、协商、主从配合等软件模块设计）。5、 设计22机器人足球对抗，验证控制策略的合理性。预期结果：能实现多Agent系统的协调配合，对于多Agent技术的应用与发展具有重要意义，同时完成一支机器人小型足球队的比赛对抗。特色或创新之处与单个机器人相比，多机器人系统具有如下特点：系统功能性更强；系统具有良好的冗余性；系统柔性更好，工作更有效；系统经济性好。已具备的条件和尚需解决的问题已具备的条件：PC计算机、 VC编程语言基础、完善的软件测试实验系统及较充裕的时间和精力。尚需解决的问题：能力风暴机