西工大舞蹈机器人基地多机器人协同控制研究综述随着机器人技术的发展

随着机器人技术的发展，人机交互方式越来越受到人们的青睐。机器人在人类各个领域中的应用逐渐深入，但是，在一些具有特殊需要的场合中，单个机器人的能力有限，这就需要多机器人协同完成任务。因此，多机器人系统需要进行广泛研究。

文章图片
01
多机器人协同控制体系结构
集中式，由中央处理单元集中控制整个系统，通过处理所有个体的数据，策划出系统的全局规划方案后发送命令给每个机器人，是一种自上而下的规划与决策的层次控制结构。
分层式，一种全局上各机器人平等的结构，机器人之间不存在主控与被控关系，每个机器人都可以依靠通信与其他机器人交换信息。
混合式，集中以上两种结构的优点，既能够让机器人自主地决策规划，又能保证在必要时全局规划进行控制，确保机器人之间的行为不发生/p>
02
网络化多机器人协同控制
【西工大舞蹈机器人基地多机器人协同控制研究综述】网络化多机器人系统通过网络将控制对象的测量信息传送到控制器输入端，控制器对送达的数据进行解析，结合控制目标进行控制量计算，将计算结果通过网络输送至执行器终端，并作用于控制对象。
网络化多移动机器人协同控制的研究方法主要有模型控制法、预测控制法、随机控制法、切换控制法等。网络化机器人协同控制系统具有便捷通用的网络、标准的通信方式等更实际的应用前景，但同时也存在着网络延迟、测量噪声、丢包、网络安全等方面的问题。
03
分布式多机器人协同控制
分布式多机器人系统中的各机器人只拥有局部信息，可以自己决定相应的行为，可以分担计算压力，不需要一个中央控制器进行高性能计算。
分布式多机器人协同控制系统具有较好的自主性、灵活性、可扩展性及环境适应性，但它无法保证全局目标的最优，时延严重，且整体协调能力不足，机器人之间容易因过于自我而发生冲突。

文章图片
04
开放式多机器人协同控制
开放式多机器人系统由一组独立的智能体组成，能够相互通信完成共同任务。由机器人群体与周围环境中的智能设备和人共同构建了一个开放式多机器人系统。
J.S.Albus针对开放式多机器人协同控制系统，将任务分解成多个子任务，遵循感知-规划-执行的反馈行为规则，对其各子任务的运行和交互进行控制。 R.A.Brooks提出了一种基于行为的子包容控制结构，针对给定的任务，选择一个合理的行为集，从而产生对运行有严格时间要求的实时响应。 G.Beccari等提出了一种开放式多机器人复合控制结构，包含规划模块和反应式行为模块，由规划模块对反应式行为进行交互式管理，根据任务状态激活或关闭相应的行为集，对外部变化做出响应。
开放式的机器人控制系统具有良好的平台兼容性，能够与其他应用系统进行交互，并为用户提供一致的交互方式。在开放式多机器人协同控制过程中，开放式控制器起到了关键性的作用，它具有可扩展性、可移植性、互操作性、可裁剪性等特点。
05
面向多目标的多机器人协同控制
面向多目标的多机器人具有一定的自主能力，适应多种环境，能够通过协作高效、稳定地完成共同任务，但在执行任务的过程中容易发生相互冲突。多机器人系统的协作机制包括机器人通信系统、任务分配、协作定位等三个任务阶段。
针对该问题，吴军等研究了面向多目标时的任务分配，系统高层组织形式及其运行机制，最大限度地发挥多机器人系统中各机器人自身的能力，从而提高整个系统的运行效率。任燚等研究了多机器人系统协同控制过程中，可以通过强化学习的方法来避免执行过程中出现的相互冲突。丁滢颖等研究多机器人系统协同控制过程中的死锁问题，可以通过衰减因子来解决。 B.P.Gerkey等根据任务分配的静态性、动态性，总结了多机器人系统任务分配问题基本特征及其分类。

西工大舞蹈机器人基地 多机器人协同控制研究综述

西工大舞蹈机器人基地多机器人协同控制研究综述