一种多仿生机器鱼协作系统的设计与初步实现.pdfVIP

一种多仿生机器鱼协作系统的设计与初步实现 挚．．摹乙毒尊圭机器鱼群体协作曲研究是针对未来复杂、动态水下环境中多仿生机器人系统控制 妻孽调作半的需要而开展的相关理论和关键技术的研究。本文依据多仿生机器鱼群体协作研元葛 苎毒，．譬出j一种多机器鱼协作系统的硬件体系蛄构，并在此结构基础上提出了多机器盖诺薛囊 矍尊考系统的设廿方案，最终开发并初步实现了该仿真系统，并应用于本文提出的一种协作釜机 学鱼堂CLB分层式控制结构的仿真研究中．壤系统实现了环境可视化、过程图形化和章法茹氯动 态化等功能，极大地方便了多机嚣鱼协作系统研究工作的开晨。 for and (。Lab ComplexSystemintelligenceScience，InstituteofAutomallon，Chinese 100090．China． AcademyofSelences，BeijtnP ofInfotrnatJon 。College andElcctrJcs，ChinaUniversity ofMiningandTechnology,Xuzh叫22100S,CmrIa} 3 Robotic Institute,BeijiugUniversity 100083，China) ofA咖aufics＆Astronautics,Beijittg 于此背景，建立多仿生机器鱼实验平台，开展复杂环境卜多 1引言 仿生机器鱼的单体控制、群体协作的理论与实验研究具肯蕈 AutonomousUnderwater Vehicle)是 水F机器人(AUV 大的理论意义和实用价值，将为海底勘探、水‘卜救捞、海j： 人们开发和利用海洋资源的重要手段。近年来，随着仿生学 防御等提供理论基础和技术支持。 和机器』、学研究的不断进步．仿鱼水下推进技术已成为 在自然界，单条鱼的力量根弱小，湔动动作很简单， AUV领域研究的热点之一，它为研制高技、高机动性、低 但作为一十群体，鱼娄在攫取食饵、逃避敌害、繁殖后代和 噪声和易隐蔽的水下航行器提供了一种新的思路【1。3】。采用 集群洄游等方面表现出的力量几乎令人难以置信。因此，多 仿鱼推进技术的水下机器人(即仿生机器鱼)，将在复杂环境 仿生机器鱼协作系统的建立，主要基于以F两个日的：1)鬈 F的水下作业、海洋监测、海洋生物观察和军事侦察等方面 样使单条仿生机器鱼获得所必需的“智能”：2)怎样使多仿 发挥重大的作用。由于单条仿生机器鱼的活动范围和能力有 生机器鱼协调协作，高效率、高质量地完成指定的任务。在 限．对于许多复杂环境下的任务完成，显得无能为力。在这 第二部分我们蛤出了多仿生机器鱼协作系统的硬件体系结 种情况下，选择具有高机动性、灵活性、容错性的多仿生机 构，在第三部分提出了该讲作系统的软件体系结构，虽后在 器鱼系统来并行、高效地完成将是一个全新的解决方案。基 Local--Basic)分层式控制}^构。 收藕日期}2001．12．19 tii回日期：2002-03·】5 基金项目：国家863刊划(2001AA422370)和国家自然科学基金2多仿生机器鱼协作系统的硬件体系结构 资助。 作看