Research on Architecture of Mobile Robots and Coordinating Motion Planning of Multiple Robots

在柔性化物流、可重构先进制造系统中，在未来的高技术化战争中，多移动机器人系统技术都将担当重要角色。作为单体应用的自主移动机器人已有多年的研究工作和成果。但是对多移动机器人系统而言，还有着许多特殊问题，在理论方法研究和功能系统实验研究都有许多重要工作。本文分析了相关研究的进展。完成了四项有创造和有价值的工作。(1)研究了移动机器人的控制系统体系结构问题，针对多移动机器人系统的动态环境、动态任务、合作行为和自主与监控要结合的要求，提出了一种混合分层体系结构，该结构包含有行为管理层、行为模块层、行为综合层三个层次。(2) 研究了基于行为的移动机器人的行为综合问题，提出了基于速度矢量可行度分析的移动机器人运动行为综合方法。该方法能够充分利用各个运动行为意图中的完整信息，取得更合理的行为综合效果.(3)研究了多移动机器人系统中的协调避碰规划问题.提出一种基于相对速度的局部避碰方法。该方法作为一种分布式的协调算法，用于多移动机器人之间的协调运动。(4) 完成了移动机器人控制器的软件系统设计和实现。系统具有模块化和开放性，适用于多移动机器人实验系统。这四项工作之间的关联在于：混合分层体系结构中利用了本文提出的多行为综合方法；控制器软件系统具有混合分层体系结构的特点；以分布协调避碰算法为基础可构成一个多移动机器人协调避碰行为模块用于混合分层结构；仿真实验和移动机器人实际运行实验，表明了本文提出的系统结构和方法以及设计实现的控制椿软件系统的有效性和可用性